ดูดสารพันธุกรรมจากท้องฟ้าช่วยติดตามความหลากหลายทางชีวภาพ
ในวันที่อากาศหนาวในเดือนธันวาคม 2020 อลิซาเบธ แคลร์ เว็บสล็อตแตกง่าย นักนิเวศวิทยาได้เดินเล่นในสวนสัตว์แฮมเมอร์ตันในอังกฤษโดยใช้ปั๊มสุญญากาศขนาดเล็ก เธอหยุดชั่วคราวนอกกรงสัตว์ โดยถือท่อยืดหยุ่นที่ติดอยู่กับเครื่องไว้สูง ภารกิจของเธอ: ดูด DNA ของสัตว์ออกจากอากาศ
ความสามารถในการดมกลิ่นสารพันธุกรรมในอากาศของสัตว์อยู่ในรายการความปรารถนาของนักวิทยาศาสตร์มากว่าทศวรรษ มีการใช้ DNA ที่เก็บจากน้ำเพื่อติดตามสิ่งมีชีวิตในน้ำ รวมทั้งปลาแซลมอนและฉลาม ( SN: 5/7/18 ) นักวิทยาศาสตร์รู้ดีว่าพวกเขาสามารถใช้ DNA ของสิ่งแวดล้อมหรือ eDNA ในอากาศเพื่อตรวจสอบสิ่งมีชีวิตบนบกได้ หากพวกมันสามารถดักจับมันได้ ตอนนี้ นักวิจัยได้ทำอย่างนั้นโดยใช้เครื่องดูดฝุ่น กลุ่มอิสระสองกลุ่มรายงานวันที่ 6 มกราคมในCurrent Biology
“มันเป็นความคิดที่บ้ามาก” แคลร์แห่งมหาวิทยาลัยยอร์กในโตรอนโตกล่าว “เรากำลังดูด DNA จากท้องฟ้า”
แนวคิดนี้เกิดขึ้นกับแคลร์ ซึ่งทำงานนี้ในขณะที่อยู่ที่มหาวิทยาลัยควีนแมรีแห่งลอนดอน ในระหว่างการทดลองครั้งก่อนซึ่งเธอได้สุ่มตัวอย่างอากาศภายนอกโพรงหนูตุ่นเปล่า ที่สวนสัตว์ แคลร์และเพื่อนร่วมงานได้ใช้ปั๊มสุญญากาศเป็นเวลาครึ่งชั่วโมงในและรอบๆ กรงสัตว์ โดยเก็บตัวอย่าง 72 ตัวอย่างจาก 20 ไซต์ จากนั้น ทีมงานจึงนำวัสดุที่ติดอยู่ในตัวกรองของปั๊มกลับไปที่ห้องปฏิบัติการเพื่อทำการวิเคราะห์
ในขณะเดียวกัน อีกทีมหนึ่งที่มหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนกำลังไล่ตามแนวคิดเดียวกันโดยไม่รู้ตัว นักชีววิทยา Kristine Bohmann และเพื่อนร่วมงานพยายามดักจับ DNA ในอากาศที่สวนสัตว์โคเปนเฮเกนโดยใช้พัดลมขนาดเล็กที่คล้ายกับพัดลมที่ทำให้คอมพิวเตอร์เย็นลง ทีมงานยังได้ทดลองกับสุญญากาศ นักวิจัยพบว่าทั้งวิธีพัดลมและเครื่องดูดฝุ่นได้รวบรวม DNA ของสัตว์จำนวนมากโดยใช้อุปกรณ์ดังกล่าวระหว่าง 30 นาทีถึง 30 ชั่วโมงที่บ้านในเขตร้อน คอกม้า และในที่โล่ง
“มันสนุกมาก” Bohmann กล่าว “มันรู้สึกเหมือนว่าเราสามารถเล่นและสร้างสรรค์ได้”
เพื่อทดสอบเทคนิค ทั้งสองทีมใช้สวนสัตว์สำหรับรายชื่อสัตว์ต่างๆ อากาศในป่าสามารถโฮสต์ DNA จากสถานที่ที่คาดเดาไม่ได้ แต่ที่สวนสัตว์ นักวิจัยสามารถอ้างอิงโยง DNA ในอากาศที่จับได้กับสัตว์ที่ระบุไว้ในการจัดแสดง ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถยืนยันที่มาของ DNA ได้ และดูว่ามันเดินทางไกลแค่ไหนระหว่างเปลือกหุ้ม
Bohmann และคณะได้จำแนกสัตว์มีกระดูกสันหลัง 49 ชนิดในสวนสัตว์โคเปนเฮเกน พวกเขาตรวจพบสัตว์ที่อาศัยอยู่ในเปลือกตัวอย่าง เช่น okapis ( Okapia johnstoni ) ในคอกม้าและงูเหลือมของ Dumeril ( Acrantophis dumerili ) ในบ้านป่าฝน แต่นักวิจัยยังได้เลือกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกจากการจัดแสดงรอบๆ เช่นเดียวกับปลาที่ใช้เป็นอาหาร “นั่นค่อนข้างน่าแปลกใจ” Bohmann กล่าว
ที่สวนสัตว์ Hamerton ทีมงานของ Clare ได้ระบุสายพันธุ์ต่างๆ ไว้ถึง 25 สายพันธุ์ซึ่งรวมถึงสัตว์ที่เป็นเป้าหมายไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสัตว์ที่ไม่คาดคิดด้วย ในกรง dingo ทีมงานได้ตรวจพบ DNA จากเมียร์แคท ( Suricata suricatta ) ซึ่งอยู่ห่างออกไป 245 เมตร
บุคคลภายนอกสวนสัตว์ก็ปรากฏตัวขึ้นในผลลัพธ์ของแต่ละทีม ทีมของ Clare ตรวจพบเม่นยุโรป ( Erinaceus europaeus)ซึ่งใกล้สูญพันธุ์ในอังกฤษ ในขณะที่กลุ่มของ Bohmann เลือกหนูและสุนัขในบ้าน พวกเขาจับ DNA ของมนุษย์ได้เช่นกัน
การดูดดีเอ็นเอจากอากาศอาจเป็นวิธีที่ไม่รุกรานในการระบุว่าสัตว์ใกล้สูญพันธุ์อยู่ที่ไหนโดยการรวบรวมรอยเท้าทางพันธุกรรมของพวกมัน Bohmann กล่าว วิธีนี้จะเป็นการอัปเกรดจากกับดักของกล้องซึ่งใช้ได้เฉพาะเมื่อสัตว์ต่างๆ เดินผ่านไปเท่านั้น เธอกล่าว
ทั้งสองทีมไม่รู้ว่าอีกฝ่ายหนึ่งกำลังทำงานในแนวคิดเดียวกัน พวกเขาติดต่อกันหลังจากที่ได้เห็นการศึกษาของกันและกันในเวอร์ชันแรกๆ บนเซิร์ฟเวอร์แบบพิมพ์ล่วงหน้า แคลร์อธิบายว่ามันเป็น “ความบังเอิญทางวิทยาศาสตร์ครั้งใหญ่ที่สุด” ในชีวิตของพวกเขาทั้งคู่ ทีมงานเลือกที่จะเผยแพร่การศึกษาร่วมกันเพื่อยืนยันผลลัพธ์ของกันและกันและนำแนวคิดที่เกิดขึ้นใหม่มาใช้
วิธีการที่เทคโนโลยีพิสูจน์แนวคิดนี้จะแปลในภาคสนามนั้นไม่ชัดเจน eDNA ในอากาศในป่ากระจายตัวมากกว่า และการตรวจจับอาจได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น สภาพอากาศและลม แต่เช่นเดียวกับที่ eDNA ในน้ำได้พัฒนาขึ้นในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา eDNA ที่ลอยอยู่ในอากาศก็เช่นกัน Clare กล่าว “ฉันตั้งตารอที่จะได้เห็นคนอื่นออกไปและใช้เทคนิคนี้จริงๆ” เว็บสล็อตแตกง่าย
