Çevresel DNA, bilim insanlarına dünyamızı anlamaları için nasıl yeni bir yol sunuyor?
Kurbağaları tespit etmek zor olabilir ve elbette, daha geleneksel olan yerde çizme tespitinden kaçan tek tür onlar değildir. Thomsen, ölçüm konusunda kafa karıştırıcı olduğu bilinen başka bir organizma üzerinde çalışmaya başladı: balık. Balık saymanın bazen belirsiz bir şekilde ağaç saymaya benzediği söylenir; ancak bunlar karanlık yerlerde serbestçe dolaşırlar ve balık sayaçları sayımlarını gözleri bağlıyken yaparlar. Çevresel DNA göz bağını düşürdü. Teknolojiyle ilgili yayınlanmış literatürün bir incelemesi (her ne kadar kusurlu ve kesin olmayan tespitler veya bolluğa ilişkin ayrıntılar dahil olmak üzere uyarılar içerse de), tatlı su, deniz balıkları ve amfibiler üzerinde yapılan eDNA çalışmalarının karasal benzerlerinden 7:1 daha fazla olduğunu buldu.
2011 yılında Thomsen, ardından doktora derecesini aldı. Willerslev'in laboratuvarındaki aday, yöntemin tespit edebildiğini gösteren bir makale yayınladı. nadir ve amfibiler, su samuru gibi memeliler, kabuklular ve yusufçuklar dahil olmak üzere Avrupa'da az miktarda bulunanlar gibi tehdit altındaki türler. Undark'a “Sadece bir bardak suyun bu organizmaları tespit etmek için yeterli olduğunu gösterdik” dedi. Açıktı: Yöntemin koruma biyolojisinde türlerin tespiti ve izlenmesi için doğrudan uygulamaları vardı.
2012 yılında Molecular Ecology dergisi eDNA hakkında özel bir sayı yayınladı ve Taberlet ve birkaç meslektaşı, eDNA'nın çevresel örneklerden izole edilen herhangi bir DNA olarak çalışan bir tanımının ana hatlarını çizdi. Yöntem, benzer fakat biraz farklı iki yaklaşımı tanımlıyordu: Evet veya hayır sorusuna cevap verilebilir: Kurbağa (ya da her neyse) var mı, yok mu? Bunu, primer adı verilen, bir türe veya aileye özel kısa DNA dizileri olan metaforik barkodu tarayarak yapar; ödeme tarayıcısı, kantitatif gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu veya qPCR adı verilen yaygın bir tekniktir.
Bilim insanları, küçük istilacı alg parçaları, Loch Ness'teki yılan balıkları veya neredeyse 90 yıldır görülmeyen, kumda yaşayan, göremeyen bir köstebek gibi her şekil ve boyuttaki canlıları izlemek için eDNA'yı kullanıyor.
Yaygın olarak DNA metabar kodlaması olarak bilinen başka bir yaklaşım, esasen belirli bir örnekte bulunan organizmaların bir listesini verir. “Burada ne var?” sorusunu soruyorsunuz. Thomsen dedi. “Ve sonra bilinen şeylerin hepsini alırsınız ama aynı zamanda bazı sürprizlerle de karşılaşırsınız, değil mi? Çünkü gerçekte var olduğunu bilmediğiniz bazı türler vardı.”
Samanlıkta iğneyi bulmaya çalışır insan; diğeri saman yığınının tamamını ortaya çıkarmaya çalışır. eDNA, balık gibi organizmaların yakalandığı, manipüle edildiği, strese sokulduğu ve bazen öldürüldüğü daha geleneksel örnekleme tekniklerinden farklıdır. Elde edilen veriler objektiftir; standartlaştırılmış ve tarafsızdır.
Metabarkodlama yaklaşımına öncülük eden ve yaklaşık 3.800 metre derinlikteki balıkları takip eden Guelph Üniversitesi'nden moleküler biyolog Mehrdad Hajibabaei, “eDNA, öyle ya da böyle, biyolojik bilimlerdeki önemli metodolojilerden biri olarak kalacak” dedi. Labrador Denizi. “Her gün aklıma gelmeyen bir şeyin köpürdüğünü görüyorum.”
Son yıllarda eDNA'nın alanı genişledi. Yöntemin hassasiyeti, araştırmacıların daha önce erişilemeyen ortamlardan örnek almasına olanak tanıyor; örneğin havadan eDNA yakalamak; eDNA'nın vaatlerini ve potansiyel tuzaklarını vurgulayan bir yaklaşım. Havadaki eDNA'nın küresel bir toz kuşağı üzerinde dolaştığı görülüyor, bu da onun bolluğunu ve her yerde bulunduğunu gösteriyor ve bitkileri ve kara hayvanlarını izlemek için filtrelenip analiz edilebiliyor. Ancak rüzgarda esen eDNA, kasıtsız kontaminasyona yol açabilir.
Örneğin Thomsen, 2019'da iki şişe ultra saf suyu açıkta bıraktı; biri çayırda, diğeri deniz limanının yakınında. Birkaç saat sonra su, kuşlar ve ringa balıklarıyla ilişkili saptanabilir eDNA'yı içeriyordu; bu, karasal olmayan türlerin izlerinin örneklere yerleştiğine işaret ediyor; organizmaların şişelerde yaşamadığı açıktı. Thomsen, Undark'a “O halde havadan geliyor olmalı” dedi. Sonuçlar iki yönlü bir soruna işaret ediyor: Birincisi, iz kanıtları hareket edebilir, temas eden iki organizma daha sonra diğerinin DNA'sı etrafında dolaşabilir ve belirli bir DNA'nın mevcut olması türün gerçekten orada olduğu anlamına gelmez. .