;
Кейсы 26 июля 2022

В вашей кружке чая есть ДНК сотен видов насекомых: ученые назвали это находкой

Далее

Мельчайшие остатки, сохранившиеся среди сухих чайных листьев, могут помочь ученым отслеживать распространение вредителей и контролировать сокращение видов. В одном пакетике чая есть следы ДНК от насекомых и других существ, которые как-то с ним контактировали.

Что сделали авторы работы?

Если бы листья из чайного пакетика могли рассказать свою историю, они бы описали свою жизнь рядом с разными насекомыми. Пчелы садились на них во время опыления, гусеницы жевали их и строили рядом коконы, а пауки привязывали к ним паутину.

Большая часть взаимодействий растений и живых организмов остается незадокументированной. Чтобы внести в каталог каждое существо, которое питается определенным растением или опыляет его, может потребоваться огромное количество времени и усилий. 

«Существуют очень необычные взаимодействия, о которых мы знаем мало, потому что никто не изучал их раньше», — говорит Хенрик Крехенвинкель, экологический генетик из университета Трира.

Крехенвинкель вместе с группой ученых придумал, как понять, кто жил рядом с определенным растением. Для этого они купили чаи и травы в продуктовом магазине и проверили их на наличие мельчайших остатков ДНК. Это метод, который называется анализом экологической ДНК или eDNA. 

В своем исследовании, опубликованном в журнале Biology Letters, команда рассказала, что обнаружила следы более 1 200 различных видов членистоногих. Во время работы они проанализировали всего четыре растения: ромашку, мяту, чай и петрушку. Но метод можно применить к любым высушенным растениям. 

По словам команды, это потенциально незаменимый инструмент для мониторинга исчезающих видов, также он поможет отследить, как распространяются сельскохозяйственные вредители.

Какой чай взяли ученые и что с ним делали?

Исследователи выбрали для своей работы чай и травы, потому что другие аналогичные продукты сделаны из сильно измельченных и высушенных листьев, в которых тяжело что-то найти. «Кофе, например, сильно обработан, поэтому в нем, скорее всего, очень мало ДНК», — говорит Крехенвинкель.

Ученые отсмотрели полки всех местных продуктовых магазинов, чтобы найти травы и чаи со всех континентов. Они покупали по несколько одинаковых продуктов, но от разных брендов, чтобы отследить все разнообразие членистоногих. На основе этого материала команда разработала методы извлечения и амплификации ДНК. По словам авторов, подавляющее большинство ДНК в чайных листьях принадлежит растениям.

«Вероятно, 99,999% ДНК — это само растение и только крошечная часть — это ДНК насекомых», — объясняет Крехенвинкель. 

Он добавил, что даже незначительное присутствие ДНК членистоногих — это хороший признак. Значит, чай не пропитан пестицидами.

Дальше исследователи определили, как выделить из чая ДНК членистоногих. Они нашли ключевую последовательность, которая отличает геном растений и членистоногих. 

В результате команда обнаружила в среднем более 200 различных видов членистоногих в каждом образце чая. И, отмечают они, не все данные получилось отнести к известным видам. Поэтому необходимо продолжить исследования среди малоизвестных и малоизученных групп. 

Оставшиеся идентифицированные виды совпадают с общепринятой информацией об их ареале обитания. Например, мятный чай содержал ДНК насекомых, обитающих в тихоокеанском северо-западном регионе США, где растет мята. Зеленый чай содержал ДНК насекомых, обитающих в Восточной Азии.

Зачем нужно столько данных о насекомых?

Команда считает, что если анализировать экологическую ДНК из чая, то можно облегчить сбор данных о насекомых со всего мира. По словам Евы Эгелинг Сигсгаард, молекулярного эколога из Орхусского университета, главная проблема в исследовании eDNA — это ограниченный объем образцов. Если использовать чаи и травы, то можно обойти эту проблему. 

Также новый подход поможет ученым отследить распространение вредителей. Часто происходит так, что насекомые перемещаются по всей Земле на грузовых судах, растениях или в дровах. 

Обычно большинство погибает, но есть виды, которые успешно переселяются и продолжают наносить ущерб лесам или посевам. Поэтому биологам важно вовремя отследить опасные виды и проконтролировать их популяцию. 

Крехенвинкелю особенно интересно извлечь eDNA членистоногих из растений, которые собрали много лет назад, и сейчас они хранятся в музейных коллекциях. Затем он хочет сравнить результаты с анализом современных растений из тех же мест: это поможет увидеть, какие виды членистоногих появились, а какие исчезли.

Читать далее:

Создан квантовый компьютер, который «вышел за пределы двоичной системы»

Сверхзвуковой самолет будет летать со скоростью 2 000 км/ч и пересечет океан за 3,5 часа

Появилась новая убедительная теория, почему разрушилась цивилизация майя