Ökologen haben herausgefunden, dass die Umwelt-DNA (eDNA) von Arten Einblicke in die Genetik ganzer Populationen bieten und dabei helfen kann, die Ausbreitung invasiver Arten zu verfolgen und zu verhindern. Dieser eDNA-Fortschritt trägt auch zur Erhaltung gefährdeter Arten bei und bietet Erkenntnisse, die denen forensischer Untersuchungen ähneln.
Ökologen haben gezeigt, dass das genetische Material das ist Spezies Die in ihre Umgebung abgegebenen Informationen können nicht nur das Vorkommen der Art, sondern auch eine breite Palette an Informationen über die Genetik ganzer Populationen offenbaren. Diese Informationen können Forschern dabei helfen, den Ursprung einer neu invasiven Population zu bestimmen und weitere Invasionen zu stoppen.
Der Fortschritt im Umweltbereich DNA (eDNA) eröffnet auch neue Möglichkeiten zum Schutz gefährdeter und gefährdeter Arten.
„Im Interesse des Schutzes der Artenvielfalt nähern wir uns immer mehr dem an, was Forensiker jeden Tag an Tatorten tun“, sagte der Co-Autor der Studie, David Lodge, Direktor des Cornell Atkinson Center for Sustainability.
In der neuen Studie, veröffentlicht in der Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften, Die Forscher zeigten, dass ihre Methode bei der Feldbeprobung von invasiven Rundgrundeln in den Großen Seen und den New York Finger Lakes erfolgreich war.
In ihrer Great-Lakes-Studie, bei der Wasser- und Gewebeproben von runden Grundeln an 13 Standorten vom Lake Michigan bis zum Oneida Lake gesammelt wurden, stellten die Forscher fest, dass ihre eDNA-Probenahmemethode zum Nachweis nuklearer genetischer Variationen verwendet werden kann, was eine genetische Analyse ermöglicht Vielfalt und Variation innerhalb der Arten. Diese Informationen sind für die Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen nützlich, da sie ihnen dabei helfen können, die Quelle einer neuen invasiven Population zu ermitteln, weitere Invasionen zu verhindern oder Schäden zu minimieren, indem sie feststellen, wie sich invasive Arten bewegen und wie man sie stoppen kann.
Der Durchbruch kann Wissenschaftlern auch helfen, die Demografie gefährdeter Arten zu verstehen, ohne dass Tiere, die bereits selten und gefährdet sind, physisch gefangen werden müssen. Laut Kara Andres, der Erstautorin der Studie, können Arten, die einen Bevölkerungsrückgang erleben, unter einem Verlust der genetischen Vielfalt leiden, und eDNA könnte es Forschern ermöglichen, diesen Rückgang früher zu erkennen.
Andres ist ein ehemaliger Doktorand in Lodges Labor und jetzt Postdoktorand an der Washington University in St. Louis. Sie schrieb das Papier zusammen mit den Co-Autoren Lodge und Jose Andrés, einem Fakultätsmitglied der Cornell Atkinson University und einem leitenden wissenschaftlichen Mitarbeiter, der die Cornell Environmental DNA and Genomics Core Facility gemeinsam leitet.
„Es ist ein wichtiger Schritt zur Erschließung des vollen Potenzials genomischer Techniken bei der Anwendung auf aquatische eDNA-Proben“, sagte Jose Andrés. „Ich gehe davon aus, dass wir mit dieser Technik in naher Zukunft den Status und die Gesundheit schwer fassbarer Arten untersuchen können. Ich glaube, dass dies tiefgreifende Auswirkungen hat, insbesondere auf die Meeresumwelt.“
Referenz: „Umwelt-DNA enthüllt die genetische Vielfalt und Populationsstruktur einer invasiven Art in den Laurentian Great Lakes“ von Kara J. Andres, David M. Lodge und Jose Andrés, 5. September 2023, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
DOI: 10.1073/pnas.2307345120
Die Studie wurde vom US-Verteidigungsministerium, der National Oceanic and Atmospheric Administration, der National Science Foundation und Cornell Atkinson finanziert.