Geç 1980'lerde Florida'nın Pensacola kentindeki federal bir araştırma tesisinde Tamar Barkay, çamuru o zamanlar hayal bile edemeyeceği bir devrim niteliğindeki bir şekilde kullandı: şu anda birçok bilimsel alanı sarsan bir tekniğin kaba bir versiyonu. Barkay, biri iç sulardaki bir rezervuardan, diğeri acı bir bataklıktan ve üçüncüsü de alçakta bulunan bir tuzlu su bataklığından olmak üzere birkaç çamur örneği toplamıştı. Bu çökelti örneklerini laboratuvardaki cam şişelere koydu ve ardından cıva ekleyerek zehirli çamur anlamına gelen bir şey oluşturdu.

Barkay o dönemde Çevre Koruma Ajansı'nda çalışıyordu ve çamurdaki mikroorganizmaların endüstriyel bir kirletici olan cıva ile nasıl etkileşime girdiğini öğrenmek istiyordu. herşey belirli bir ortamdaki organizmalar - yalnızca laboratuvardaki petri kaplarında başarıyla yetiştirilebilecek küçük kısım değil. Ancak altta yatan soru o kadar basitti ki, biyolojiyi yönlendiren temel sorulardan biri olmaya devam ediyor. Artık emekli olan Barkay'ın yakın zamanda Boulder, Colorado'da verdiği bir röportajda belirttiği gibi: "Kim var orada?" Ve aynı derecede önemli olan şunu da ekledi: "Orada ne yapıyorlar?"

Ekolojistler, halk sağlığı yetkilileri, koruma biyologları, adli tıp uygulayıcıları ve evrim ve antik çevreler üzerine çalışan kişiler tarafından sorulan bu tür sorular bugün hala güncelliğini koruyor ve ayakkabı derisi epidemiyologlarını ve biyologları dünyanın en uzak köşelerine sürüklüyor.

The 1987 kâğıt Barkay ve meslektaşları dergide yayınladı. Mikrobiyolojik Yöntemler Dergisi bir yöntem açıkladı-"Doğrudan Çevresel DNA Çıkarımı" - bu, araştırmacıların nüfus sayımı yapmasına olanak tanıyacak. Dışarıda kimin olduğunu tespit etmek için oldukça karmaşık da olsa pratik bir araçtı. Barkay bunu kariyerinin geri kalanında kullandı.

Bugün bu çalışma, yaşamın çeşitliliğini ve dağılımını gözlemlemenin nispeten ucuz, yaygın ve potansiyel olarak otomatikleştirilmiş bir yolu olan eDNA'ya veya çevresel DNA'ya erken bir bakış olarak gösteriliyor. Örneğin tek bir organizmanın DNA'sını tanımlayabilen önceki tekniklerin aksine, bu yöntem aynı zamanda onu çevreleyen diğer genetik materyalin dönen bulutunu da topluyor. Son yıllarda alan önemli ölçüde büyüdü. Kopenhag Üniversitesi'nden evrimsel genetikçi Eske Willerslev, "Kendi günlüğü var" dedi. “Kendi toplumu var, bilimsel toplum. Yerleşik bir alan haline geldi.”

eDNA, araştırmacılara görünüşte tespit edilemeyen şeyleri tespit etme aracı sunan bir gözetim aracı olarak hizmet vermektedir. Suda, toprakta, buz çekirdeklerinde, pamuklu çubuklarda veya hayal edilebilecek hemen hemen her ortamda, hatta ince havada eDNA veya genetik materyal karışımlarını (yani DNA parçalarını, yaşamın planını) örnekleyerek, artık arama yapmak mümkün belirli bir organizmayı veya belirli bir yerdeki tüm organizmaların anlık görüntüsünü bir araya getirir. Geceleri sahili kimin geçtiğini görmek için bir kamera kurmak yerine, eDNA bu bilgiyi kumdaki ayak izlerinden çıkarıyor. “Hepimiz pul puluz, değil mi?” Kanada'daki Guelph Üniversitesi'nden biyolog Robert Hanner şöyle konuştu: "Sürekli dökülen hücresel kalıntı parçaları var."

Bir şeyin varlığını doğrulamaya yönelik bir yöntem olarak eDNA hatasız değildir. Örneğin, eDNA'da tespit edilen organizma aslında numunenin toplandığı yerde yaşamıyor olabilir; Hanner, bir semender yiyen ve daha sonra DNA'sının bir kısmını dışarı çıkaran bir balıkçıl kuşunun örneğini verdi; bu, amfibi sinyallerinin, fiziksel olarak hiç bulunmadıkları bazı bölgelerde mevcut olmasının bir nedeni olabilir.

Yine de eDNA, bazıları çevreye yayılan genetik izlerin ortaya çıkarılmasına yardımcı olma yeteneğine sahip ve insanlar da dahil olmak üzere günlük işlerini yaparken organizmalar hakkında bilgi toplamanın heyecan verici ve potansiyel olarak tüyler ürpertici bir yolunu sunuyor.

...

Kavramsal eDNA'nın temeli (ED-NUH değil, EE-DEE-EN-AY olarak telaffuz edilir) moleküler biyoloji denilen şeyin ortaya çıkışından yüz yıl öncesine kadar uzanır ve genellikle bu bilimin ilk dönemlerinde çalışan Fransız kriminolog Edmond Locard'a atfedilir. 20. yüzyıl. Bir dizi kâğıtlar 1929'da yayınlanan Locard bir ilke önerdi: Her temas bir iz bırakır. Temelde eDNA, Locard'ın ilkesini 21. yüzyıla taşıyor.

İlk birkaç on yıl boyunca eDNA haline gelen alan (Barkay'ın 1980'lerdeki çalışmaları da dahil) büyük oranda mikrobiyal yaşama odaklandı. Evrimine dönüp bakıldığında, eDNA'nın meşhur çamurdan çıkış yolunu bulmakta yavaş olduğu görüldü.

Yöntem ancak 2003 yılında ortaya çıktı. yok olan ekosistem. Willerslev liderliğindeki 2003 tarihli çalışma, antik DNA'yı bir çay kaşığından daha az tortudan elde ederek, ilk kez bu teknikle bitkiler ve tüylü mamutlar da dahil olmak üzere daha büyük organizmaları tespit etmenin fizibilitesini ortaya koydu. Aynı çalışmada, Yeni Zelanda'daki bir mağarada toplanan (özellikle donmamış) tortu, soyu tükenmiş bir kuşu ortaya çıkardı: moa. Belki de en dikkat çekici olan şey, antik DNA'yı incelemeye yönelik bu uygulamaların yüz binlerce yıl önce yere düşen muazzam miktarda gübreden kaynaklanmış olmasıdır.

Willerslev bu fikri ilk kez birkaç yıl önce daha yeni bir gübre yığını üzerinde düşünürken ortaya atmıştı: Yüksek lisans derecesi ile doktora derecesi arasında. Kopenhag'da kendisini yarım kalmış durumda buldu; kemikleri, iskelet kalıntılarını veya üzerinde çalışılacak diğer fiziksel örnekleri elde etme çabasındaydı. Ancak bir sonbaharda pencereden dışarı bakıp "sokakta pisleyen bir köpeğe" baktığını hatırladı. Bu sahne onu dışkıdaki DNA'yı ve bunun yağmurla nasıl akıp gittiğini ve hiçbir görünür iz bırakmadığını düşünmeye sevk etti. Ancak Willerslev şunu merak etti: “'DNA hayatta kalabilir mi?' Daha sonra bulmaya çalışmak için bunu kurdum.

Makale, çevrede önceki tahminlerden çok daha uzun süre hayatta kaldığını söyleyen DNA'nın dikkat çekici kalıcılığını ortaya koydu. Willerslev, o zamandan beri günümüz Grönland'ındaki donmuş tundradaki eDNA'yı analiz ediyor ve geçmişi 2 milyon yıl öncesine dayanıyor ve Kamboçya'daki 12. yüzyılda inşa edildiğine inanılan devasa tapınak kompleksi Angkor Wat'tan örnekler üzerinde çalışıyor. "Bu, hayal edebileceğiniz en kötü DNA koruması olmalı" dedi. “Yani, sıcak ve nemli.”

Ama "DNA'yı çıkarabiliriz" dedi.

Willerslev, görünüşte sınırsız uygulamalara sahip potansiyel bir araç görme konusunda artık neredeyse yalnız değil; özellikle de gelişmeler araştırmacıların daha büyük miktarlarda genetik bilgiyi sıralamasına ve analiz etmesine olanak sağladığından. "Bu pek çok şey için açık bir pencere," dedi, "ve eminim düşünebildiğimden çok daha fazlası." Sadece antik mamutlar değil miydi? eDNA, aramızda saklanan günümüz organizmalarını ortaya çıkarabilir.

Bilim insanları, ister tek bir tür olsun, ister küçük istilacı alg parçaları, Loch Ness'teki yılan balıkları, ister kumda yaşayan, neredeyse 90 yıldır görülmeyen kör bir köstebek olsun, tüm şekil ve boyutlardaki canlıları izlemek için eDNA'yı kullanıyor; araştırmacılar, örneğin kır çiçekleri çiçeklerinde bulunan eDNA'ya veya ziyaret eden tüm kuşlar, arılar ve diğer hayvan polen taşıyıcıları için bir temsili olarak rüzgarda uçuşan eDNA'ya bakarak tüm toplulukları örnekliyor.

...

Bir sonraki eDNA'nın tarihindeki ileriye doğru evrimsel sıçrama, şu anda dünyanın su ortamlarında yaşayan organizmaların araştırılması etrafında şekillendi. 2008 yılında bir başlık göründü: “Su, gizli türlerin DNA hafızasını koruyor.” Bu, süpermarket tabloidinden değil, Fransız araştırmacı Pierre Taberlet ve meslektaşlarının çalışmalarını anlatan saygın ticari yayın Chemistry World'den geldi. Grup, ağırlığı 2 pound'dan fazla olabilen ve yollarına çıkan her şeyi biçtikleri için Batı Avrupa'da istilacı bir tür olarak kabul edilen kahverengi ve yeşil kurbağaları aradı. Boğa kurbağalarını bulmak genellikle kıyı şeritlerini dürbünle tarayan ve gün batımından sonra çağrılarını dinlemek için geri dönen yetenekli herpetologları içeriyordu. 2008 kağıt daha kolay bir yol önerdi; çok daha az personel gerektiren bir araştırma.

Aarhus Üniversitesi'nden biyolog (çalışmaya dahil olmayan) Philip Thomsen, "Bu türden DNA'yı doğrudan sudan alabilirsiniz" dedi. "Ve bu gerçekten çevresel DNA alanını başlattı."

Kurbağaları tespit etmek zor olabilir ve elbette, daha geleneksel olan yerde çizme tespitinden kaçan tek tür onlar değildir. Thomsen, ölçümü kafa karıştırıcı olduğu bilinen başka bir organizma üzerinde çalışmaya başladı: balık. Balık saymanın bazen belli belirsiz de olsa ağaç saymaya benzediği söylenir; tek farkı, karanlık yerlerde serbestçe dolaşmaları ve balık sayaçlarının gözleri bağlıyken sayım yapmasıdır. Çevresel DNA göz bağını düşürdü. Bir yorum Teknolojiyle ilgili yayınlanmış literatürün tamamında (her ne kadar kusurlu ve kesin olmayan tespitler veya bolluğa ilişkin ayrıntılar dahil olmak üzere uyarılar bulunsa da) tatlı su, deniz balıkları ve amfibiler üzerinde yapılan eDNA çalışmalarının karasal benzerlerinden 7:1 daha fazla olduğu ortaya çıktı.

2011 yılında Thomsen, ardından doktora derecesini aldı. Willerslev'in laboratuvarındaki aday, bir makale yayınladı. kâğıt yöntemin tespit edebileceğini gösteren nadir ve amfibiler, su samuru gibi memeliler, kabuklular ve yusufçuklar dahil olmak üzere Avrupa'da az miktarda bulunanlar gibi tehdit altındaki türler. "Sadece bir bardak suyun bu organizmaları tespit etmek için yeterli olduğunu gösterdik" dedi. Undark. Açıktı: Yöntemin koruma biyolojisinde türlerin tespiti ve izlenmesi için doğrudan uygulamaları vardı.

2012 yılında Moleküler Ekoloji dergisi yayınlandı eDNA ile ilgili özel bir sayıve 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.

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.

Metabarcoding yaklaşımına öncülük eden ve Guelph Üniversitesi'nden moleküler biyolog Mehrdad Hajibabaei, "eDNA, öyle ya da böyle, biyolojik bilimlerdeki önemli metodolojilerden biri olarak kalacak" dedi. takip Labrador Denizi'nin 9,800 metre altında balık tutuyorlar. “Her gün aklıma gelmeyen bir şeyin köpürdüğünü görüyorum.”

...

Son yıllarda, eDNA'nın alanı genişledi. Yöntemin hassasiyeti, araştırmacıların önceden 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 2019'da Thomsen, iki şişe ultra saf su bıraktım açıkta, 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. .

Üstelik eDNA'nın varlığının bir türün canlı olduğuna işaret ettiğinin de bir garantisi yok ve bir türün üreme başarısını, sağlığını veya yaşam alanının durumunu anlamak için saha araştırmalarına hâlâ ihtiyaç duyulduğunu söyledi. Şu ana kadar eDNA mutlaka fiziksel gözlemlerin veya koleksiyonların yerini almıyor. Thomsen'in grubunun topladığı başka bir çalışmada Edna Tozlaşan kuşları aramak için çiçekler üzerinde yapılan araştırmalarda, makalede bildirilen eDNA'nın yarısından fazlasının insanlardan geldiği, bu da sonuçları potansiyel olarak bulanıklaştıran ve söz konusu tozlayıcıların tespitini zorlaştıran bir kirlilik olduğu ortaya çıktı.

Benzer şekilde, Mayıs 2023'te, Florida Üniversitesi'nden bir ekip daha önce deniz kaplumbağalarını sahilde sürünürken bıraktıkları eDNA izlerine göre incelemişti. yayınlanan insan DNA'sını ortaya çıkaran bir makale. Örnekler, bir gün bireysel kişilerin kimliğini belirlemek için kullanılabilecek anahtar mutasyonları tespit edecek kadar sağlamdı; bu, biyolojik sürveyansın aynı zamanda insanlar üzerinde etik testler ve bilgilendirilmiş onam hakkında yanıtlanmamış soruları da gündeme getirdiğini gösteriyor. Eğer eDNA bir ağ görevi gördüyse, o zaman ayrım gözetmeksizin biyolojik çeşitlilik hakkındaki bilgileri süpürdü ve UF ekibinin makalesinde belirttiği gibi, kaçınılmaz olarak "insan genetiğinin hedef dışı avlanması" ile sonuçlandı.

Kumdaki ayak izleriyle ilgili mahremiyet sorunları şu ana kadar çoğunlukla varsayımsal alanda var gibi görünse de, eDNA'nın yaban hayatıyla ilgili hukuki davalarda kullanılması yalnızca mümkün değil, aynı zamanda zaten bir gerçektir. Aynı zamanda cezai soruşturmalarda da kullanılıyor: Örneğin 2021'de bir grup Çinli araştırmacı rapor Katil şüphelisinin pantolonundan toplanan eDNA, iddialarının aksine, onun muhtemelen bir cesedin bulunduğu çamurlu kanala gittiğini ortaya çıkarmıştı.

Doğruluk ve insan tıbbına ve adli tıpa erişimi açısından hedef dışı eDNA hakkındaki endişeler, çok daha geniş bir başka eksikliğin altını çiziyor. Guelph Üniversitesi'nden Hanner'ın sorunu şöyle tanımladığı gibi: "Düzenleyici çerçevelerimiz ve politikamız bilimin en az on yıl veya daha fazla gerisinde kalma eğiliminde."

Bugün sayısız potansiyel düzenleyici uygulamalar su kalitesinin izlenmesi, çevresel etkinin değerlendirilmesi (açık deniz rüzgar santralleri ve petrol ve gaz sondajı ile sıradan şerit alışveriş merkezi geliştirme dahil), tür yönetimi ve Nesli Tükenmekte Olan Türler Yasası'nın uygulanması için. İçinde sivil mahkeme davası 2021'de yapılan ABD Balık ve Yaban Hayatı Servisi, eDNA ve daha geleneksel örnekleme kullanarak belirli bir havzada tehlike altındaki bir balığın var olup olmadığını değerlendirdi ve böyle bir şey olmadığını tespit etti. Mahkemeler, kurumun bu havzaya yönelik koruma eksikliğinin haklı olduğunu söyledi. Sorun, eDNA'nın mahkemede ayağa kalkıp kalkmadığı gibi görünmüyor; o yaptı. Hajibabaei, "Fakat gerçekten de bir ortamda bir şeyin var olmadığını söyleyemezsiniz" dedi.

Son zamanlarda vurgulanan Doğrulama meselesi: eDNA bir sonuca varır, ancak bu sonuçların gerçekten doğru olduğunu (bir organizmanın gerçekten var olup olmadığını veya belirli bir miktarda olduğunu) doğrulamak için daha yerleşik kriterlere ihtiyaç duyar. A bir dizi özel toplantı bilim insanları, protokolleri, gözetim zincirini ve veri oluşturma ve analiz kriterlerini içerdiğini söylediği bu standardizasyon konularını ele almak için çalıştı. İçinde yorum eDNA araştırmalarının ardından Hajibabaei ve meslektaşları, alanın tek seferlik çalışmalarla veya eDNA analizlerinin işe yaradığını göstermeye çalışan kavram kanıtlama çalışmaları ile doymuş olduğunu buldu. Akademik dünyada araştırmalar ezici bir çoğunlukla sessiz kalıyor.

Bu nedenle eDNA'yı uygulamalı bağlamlarda kullanmayı ümit eden uygulayıcılar bazen ay isterler. Türler belirli bir yerde mevcut mu? Örneğin Hajibabaei, geçenlerde birisinin kendisine bir su ürünleri çiftliğinde ortaya çıkmadığını kanıtlayarak parazitin varlığını tamamen çürütüp çürütemeyeceğini sorduğunu söyledi. "Ben de 'Bakın, bunun yüzde 100 olduğunu söylememin hiçbir yolu yok' diyorum."

Titiz bir analitik çerçeveyle bile, yanlış negatifler ve yanlış pozitiflerle ilgili sorunların, eDNA'nın önlediği şeylerden biri olan daha geleneksel toplama ve manuel inceleme yapılmadan çözülmesinin özellikle zor olduğunu söyledi. Sınırlamalara rağmen, bir avuç şirket halihazırda tekniği ticarileştirmeye başlıyor. Örneğin gelecekteki uygulamalar, bir şirketin inşa ettiği köprünün yerel olarak nesli tükenmekte olan hayvanlara zarar verip vermeyeceğini doğrulamasına yardımcı olabilir mi? Bir su ürünleri yetiştiriciliği ekibi, balık yetiştirdiği sularda deniz biti olup olmadığını mı belirliyor? ya da yeni ekimlerin daha geniş bir yerli arı yelpazesini çekip çekmediğini merak eden bir toprak sahibi.

eDNA'nın, tespit edilemeyeni tespit etmenin dolaylı bir yolu olarak ya da bir ağa daldırıp denizdeki tüm organizmaları yakalamanın mümkün olmadığı bağlamlarda geçici bir çözüm olarak ününe bakıldığında, sorun oldukça temeldir.

Hajibabaei, "Bu senaryolardan bazılarını doğrulamak çok zor" dedi. “Ve bu temelde canavarın doğasıdır.”

...

Edna Barkay'ın (ve şüphesiz pek çok başkasının) sorduğu soruyu yanıtlayarak pek çok olasılığın önünü açıyor: "Kim var orada?" Ancak giderek daha fazla "Onların orada ne işi var?" sorusunun cevabını veren ipuçları veriyor. soru da. Toronto'daki York Üniversitesi'nde biyoloji profesörü olan Elizabeth Clare, biyolojik çeşitlilik üzerine çalışıyor. Gün boyunca yarasaların bir noktada tünediğini gözlemlediğini ancak havadaki eDNA'yı toplayarak yarasaların geceleri nerede sosyalleştiğini de çıkarabildiğini söyledi. Başka ders çalışma, evcilleştirilmiş köpek eDNA'sı kızıl tilki dışkısında ortaya çıktı. İki köpek türünün birbirleriyle çiftleştiği görülmese de araştırmacılar, başka bir açıklamaya karar vermeden önce yakınlıklarının kafa karışıklığına veya çapraz bulaşmaya yol açıp açmadığını merak ettiler: Tilkiler görünüşe göre köpek kakası yiyordu.

Dolayısıyla, eDNA doğası gereği hayvan davranışını ortaya çıkarmasa da, bazı açıklamalara göre bu alan, bir organizmanın belirli bir ortamda ne yapıyor olabileceğine ve diğer türlerle nasıl etkileşime girdiğine dair ipuçları sağlama yolunda ilerlemeler kaydediyor; doğrudan gözlem yapmadan sağlıkla ilgili bilgi topluyor. davranış.

Başka bir olasılığı ele alalım: Büyük ölçekli biyolojik izleme. Gerçekten de son üç yılda, halihazırda uygulanmakta olan cesur bir deneye her zamankinden daha fazla insan katıldı: Viral Kovid-19 partiküllerini ve insanları enfekte eden diğer organizmaları takip etmek için kamu kanalizasyonlarından çevre örnekleri toplamak. Teknik olarak atık su örneklemesi, eRNA adı verilen ilgili bir yaklaşımı içerir; çünkü bazı virüsler, DNA yerine yalnızca RNA biçiminde depolanan genetik bilgiye sahiptir. Yine de aynı prensipler geçerlidir. (Araştırmalar ayrıca bir organizmanın hangi proteinleri ifade ettiğini belirleyen RNA'nın ekosistem sağlığını değerlendirmek için kullanılabileceğini; sağlıklı organizmaların stresli olanlara kıyasla tamamen farklı proteinler ifade edebileceğini öne sürüyor.) Hastalıkların yaygınlığını izlemeye ek olarak, atık sular Gözetim, tek bir şeyi (kanalizasyonların atık toplamak için tasarlandığı) yapmak üzere tasarlanmış mevcut bir altyapının nasıl başka bir şeyi incelemek için güçlü bir araca dönüştürülebileceğini gösteriyor. patojenleri tespit etmek.

Clare'in tam da bunu yapma alışkanlığı var. "Ben kişisel olarak araçları amaçlandığı şekilde kullanmayan insanlardan biriyim" dedi. Clare, araştırmada bir boşluğu fark eden araştırmacılar arasındaydı: Karasal organizmalar üzerinde çok daha az eDNA çalışması yapıldı. Böylece doğal filtre olarak adlandırılabilecek şeyle, yani memelilerin kanını emen solucanlarla çalışmaya başladı. "1,000 sülük toplamak, hayvanları bulmaktan çok daha kolaydır. Ama içlerinde kanlı unlar var ve kan, etkileşime girdikleri hayvanların DNA'sını taşıyor" dedi. "Bu, sizin için araştırma yapan bir grup saha asistanının olması gibi." Daha sonra öğrencilerinden biri de toplanması daha kolay olan bok böcekleri için aynı şeyi düşündü.

Clare şimdi başka bir sürekli izleme sistemi için yeni bir uygulamaya öncülük ediyor; ince parçacıklı madde gibi kirleticileri ölçen mevcut hava kalitesi monitörlerinden yararlanırken aynı zamanda eDNA'yı gökyüzünden süpürüyor. 2023'ün sonlarında elinde yalnızca küçük bir numune seti vardı, ancak rutin hava kalitesi izlemenin bir yan ürünü olarak önceden var olan bu araçların, peşinde olduğu malzeme için filtre görevi gördüğünü zaten bulmuştu. Bu, az ya da çok, uzun süreler boyunca çok tutarlı bir şekilde numune toplayan, düzenlenmiş, kıtalararası bir ağdı. "Daha sonra bunu tüm kıtalarda zaman serileri ve yüksek çözünürlüklü veriler oluşturmak için kullanabilirsiniz" dedi.

Clare, yalnızca Birleşik Krallık'ta tahminen 150 farklı sitenin bulunduğunu söyledi. bilinen miktarda havanın emilmesi, tüm yıl boyunca her hafta, bu da yılda yaklaşık 8,000 ölçüm anlamına geliyor. Clare ve ortak yazarları yakın zamanda bunların küçük bir alt kümesini (iki yerden alınan 17 ölçüm) analiz ettiler ve 180'den fazla farklı taksonomik grup, 80'den fazla farklı bitki ve mantar türü, 26 farklı memeli türü, 34 farklı tür tespit edebildiler. farklı kuş türleri ve en az 35 çeşit böcek.

Elbette başka uzun vadeli ekolojik araştırma alanları da mevcut. ABD'nin bu tür tesislerden oluşan bir ağı var. Ancak çalışma kapsamı, biyoçeşitliliği sürekli olarak ölçen, küresel olarak dağıtılmış bir altyapıyı içermiyor; iklim değişikliğiyle birlikte türlerin genişlemesi ve daralması için göç eden kuşların geçişini de içeriyor. Muhtemelen, eDNA, eBird veya iNaturalist gibi web sitelerinde gerçek zamanlı, yüksek çözünürlüklü, tempo-mekansal gözlemleri kaydeden dağıtılmış insan ağının yerini almaktan ziyade muhtemelen onu tamamlayacaktır. Tamamen yeni bir galaksinin bulanık bir görüntüsünün ortaya çıkması gibi, mevcut çözünürlük de düşük kalıyor.

Clare, "Bu, biyoçeşitlilik biliminde pek duyulmamış bir tür genelleştirilmiş toplama sistemi" dedi. eDNA sinyallerini yoktan çıkarma kapasitesinden bahsediyordu, ancak duygu bir bütün olarak yönteme hitap ediyordu: "Mükemmel değil" dedi, "ama bunu gerçekten yapan başka hiçbir şey yok."

Bu yazı orijinalinde Undark. Okumak Orijinal makale.

Resim Kredi: Karanlık + DALL-E

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2024/04/02/environmental-dna-is-everywhere-scientists-are-gathering-it-all/