Środowiskowy DNA i przygody na fali

Utworzono: środa, 26 maj 2021 Anna Leszkowska Drukuj E-mail

Z pamiętnika Fulbrightera (4)

 

Stojak 2 1W Kalifornii żyje się „na fali”. Chyba każdy ma tutaj deskę surfingową i w wolnej chwili pędzi do Oceanu. Na wodzie prawie zawsze panuje tłok, a w najpopularniejszych miejscach zainstalowane są kamery, dzięki którym na bieżąco z domu można sprawdzić jaka jest fala i czy warunki są odpowiednie do surfowania. Surfowanie to zatem nie tylko hobby, to styl życia. Musiałam spróbować i ja.
Czasem widuje się w okolicy żarłacze białe Carcharodon carcharias, trzeba zatem być ostrożnym – szczególnie, że deska surfingowa kształtem przypomina ulubioną przekąskę rekina, fokę. Nałożyłam kombinezon, chwyciłam deskę pod pachę i hop! Wskoczyłam do lodowatej wody, przez przypadek od razu zostając morsem. Pierwsze zanurzenie się w wodach Oceanu Spokojnego to nie lada przygoda!

Surfowanie jest trudnym sportem, niełatwo jest wstać na nogi, bo należy pamiętać, że trzeba trzymać się ścisłych zasad – leży się na końcu deski, staje się tylko na wyznaczonej osi. Nagle zauważyłam, że wszyscy rzucili się w kierunku nadchodzącej fali. Musiała być dobra. Wykonałam szybki zwrot, aby falę mieć za plecami i zaczęłam wiosłować. Gdy wszyscy dookoła mnie wstali na nogi zrozumiałam, że chyba nie zdążyłam. I nagle ze zdumieniem odkryłam, że… złapałam tę falę! Sunęłam z olbrzymią prędkością przed siebie, wysoko nad wodą, na czubku olbrzyma. Dosłownie frunęłam w powietrzu! Jest coś takiego w wysokiej fali, jej pędzie i ryku, że czuje się respekt. Każda fala jest inna, nieprzewidywalna. Trzeba stać się jej częścią, przedłużeniem, bo Ocean zawsze wygrywa. Czasem jednak można wskoczyć mu na plecy.

Lubię obserwować przyrodę i podczas spacerów po Santa Cruz spotykam różne gatunki roślin i zwierząt. Na szczególną uwagę zasługuje wszędobylski mak kalifornijski (Eschscholzia californica) – zobaczyć go można i w ogródkach, i na polach, gdzie tworzy rozległe, ciągnące się aż po horyzont złote dywany. Na każdym kroku widzę rośliny, które u nas rosną tylko w doniczkach: pnącza męczennicy (Passiflora caerulea), strelicje, kliwie, kolorowe anturium. Bliżej oceanu mijam połacie sukulentów.

Prawie codziennie natykam się na kojoty (Canis latrans), które bez strachu paradują ulicami miasteczka i kalifornijskie wiewiórki ziemne (Otospermophilus beecheyi), które z uniesionymi do góry ogonami przypominającymi szczotkę do mycia butelek umykają mi spod nóg. Dookoła Santa Cruz ciągną się lasy sekwojowe, w których spotkać można pumę (Puma concolor). Mój ogródek regularnie odwiedzają wiewiórki szare (Sciurus carolinensis), w Europie będące gatunkiem inwazyjnym, a także kolorowe ptaki, takie jak niestrudzone kolibry (w Kalifornii żyje 14 gatunków) i modrosójki błękitne (Cyanocitta cristata). Na kamieniach przy brzegu wylegują się foki pospolite (Phoca vitulina), a w przybrzeżnych wodorostach gromadzą się wydry morskie (Enhydra lutris).puma   4 1

Santa Cruz jest też doskonałym miejscem do obserwacji wielorybów! W ciągu roku w Zatoce Monterey można zaobserwować siedem gatunków wielorybów oraz siedem gatunków delfinów i morświnów. Najczęstszym wielorybem jest humbak (Megaptera novaeangliae), zwykle widziany od kwietnia do listopada. Od grudnia do kwietnia można obserwować wieloryby szare (Eschrichtius robustus). Wieloryby regularnie migrują na bardzo duże odległości, między lodowatymi wodami Alaski i ciepłymi wodami Kalifornii i Meksyku. Są to jedne z najdłuższych migracji na świecie. Wybrałam się zatem na rejs po zatoce i w ciągu 4 godzin zobaczyłam lwy morskie, owiniętą wokół wodorostów wydrę, żarłacza białego (niepokojąco blisko plaży) i… 5 wielorybów szarych.

Nadal pracuję nad zmiennością genetyczną leminga północnego, codziennie wspinając się na porośnięte sekwojami wzgórze uniwersyteckie. Przez kilka dni padało i na chodniku zauważyłam… żółtego pomrowa! W końcu! Niestety, pandemia dłużyła się strasznie i w Ameryce narastała fala agresywnych ataków na ludność pochodzenia azjatyckiego. To Azjatów obwiniano za epidemię i rozprzestrzenienie się wirusa w Stanach Zjednoczonych.

Moją wizytę na UCSC wykorzystuję jak najlepiej się da i uczestniczę w wielu spotkaniach, nie tylko z zakresu genetyki populacji i genomiki. Bardzo zainteresowały mnie badania grupy zajmującej się środowiskowym DNA (ang. environmental DNA, eDNA). Analizy eDNA polegają na pobieraniu próbek środowiskowych, na przykład gleby, osadów, odwiertów z lądolodów, wody morskiej lub z jezior i poszukiwanie w nich DNA zwierząt i roślin. Każdy organizm wchodzi w interakcję ze środowiskiem i pozostawia w nim swój materiał genetyczny – kał, śluz, włosy, złuszczoną skórę. Identyfikację gatunków wykonuje się z zastosowaniem metody metabarkodingu DNA, czyli wykorzystania uniwersalnych sekwencji starterowych, wyłapujących w badanej próbce poszczególne fragmenty DNA, pochodzące od różnych organizmów (bakterii, roślin, zwierząt). Dzięki temu można oszacować poziom bioróżnorodności w danej lokalizacji i to nie tylko poprzez identyfikację gatunków pospolitych, ale i odkrywanie nowych taksonów.

Metody eDNA nie wymagają również pobierania prób bezpośrednio od żywych organizmów, zatem są nieinwazyjne i pozwalają na monitoring gatunków zagrożonych wymarciem lub… trudnych do złapania. Podobno głębiny oceanów są mniej poznane niż Kosmos, wydaje mi się zatem, że analizy eDNA mogłyby odkryć chociaż odrobinę ich tajemnic. Ważne jest, aby wykluczyć potencjalne kontaminacje (zanieczyszczenia), na przykład przeniesione z innych warstw osadów lub z używanego sprzętu, choćby wierteł. Poprawna identyfikacja wszystkich obecnych w próbie organizmów nie jest również możliwa bez baz danych sekwencji porównawczych – jeśli czegoś nie ma w takiej bazie, chociażby niewielkiego fragmentu DNA jakiegoś organizmu lub organizmu bardzo podobnego, trudno będzie to zidentyfikować.

Opublikowane do tej pory pionierskie prace pokazują, że z zastosowaniem eDNA z powodzeniem można również odzyskać fragmenty DNA wymarłych gatunków ssaków z zaledwie kilku gramów wiecznej zmarzliny z Syberii czy wymarłych gatunków ptaków z osadów jaskiniowych w Nowej Zelandii. Środowiskowy DNA pozwolił także na określenie czasu wymarcia mamutów włochatych na Alasce oraz na odkrycie, że świerk przetrwał ostatnie zlodowacenie w refugium zlokalizowanym w Skandynawii.
To analizy eDNA umożliwiły odtworzenie przestrzennych i czasowych wzorców rozmieszczenia różnych gatunków zwierząt oraz hominidów wymarłych w przeszłości, a także określenie jaki wpływ na te wzorce miały globalne zmiany klimatu.
eDNA z powodzeniem wykorzystywany jest w analizach między innymi z zakresu biogeografii (analiza rozmieszczenia przestrzennego gatunków w przeszłości i obecnie), archeologii czy genetyki konserwatorskiej. eDNA jest zatem narzędziem, które można wykorzystać do szybkiego, efektywnego i opłacalnego finansowo monitoringu ekologii wybranych regionów na świecie. Muszę przyznać, że robi to na mnie wrażenie i zastanawiam się jak mogłabym wykorzystać tę wiedzę w moich przyszłych badaniach.
Joanna Stojak

Autorka jest stypendystką Fulbright Senior Award 2020/2021 na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz (UCSC).

 

Odsłony: 215
DMC Firewall is a Joomla Security extension!