Залишений генетичний матеріал може бути використаний для відстеження окремих тварин.
Білих ведмедів важко вистежити. Щоб спостерігати за ними, вчені повинні випробовувати холодні арктичні ландшафти, якщо вони взагалі можуть їх помітити. І якщо вони хочуть зібрати генетичну інформацію, їм часто доводиться кидатися й ловити тварин — ризикована пропозиція як для дослідника, так і для ведмедя. Новий підхід може сприяти таким зусиллям.
У двох нових дослідженнях вчені повідомляють, що вони можуть ідентифікувати окремих білих ведмедів за ДНК клітин шкіри, залишених на їхніх снігових слідах. В одній із публікацій стверджується, що такі ж результати були отримані у двох інших невловимих тварин: рисі та снігового барса. Ця робота може допомогти дослідникам відносно легко та дешево спостерігати за цими та іншими істотами, які важко вивчити, потенційно сприяючи зусиллям по збереженню.
Обидва дослідження покладаються на ДНК, зібрану не безпосередньо у тварини, а з шматочків мертвої шкіри, що скидається навколо неї. Вчені відновили цю так звану ДНК навколишнього середовища (eDNA) з води, ґрунту та повітря, щоб вивчити все, від морських популяцій до чисельності рептилій. Вони навіть зібрали його по слідах. Але їм ніколи не вдавалося відстежити ДНК жодного представника популяції.
Одне дослідження, опубліковане цього літа в Frontiers in Conservation Science , робить саме це. Команда дослідників використовувала кельму, щоб збрити 1-2 сантиметри снігу з поверхні 130 відбитків білих ведмедів, залишених біля Північного схилу Аляски. Вони виявили, що можуть виділити ядерну ДНК — основну ДНК у клітині — у 46% зразків, що дозволило їм ідентифікувати шість окремих ведмедів і визначити їхню стать: п’ять самців і одну самку.
Друге дослідження, опубліковане цього тижня в Frontiers in Conservation Science , прийшло до подібних висновків . Тут дослідники зібрали еДНК зі слідів диких аляскинських білих ведмедів і шведської євразійської рисі, а також білих ведмедів, рисей і снігового барса, які утримувалися в неволі в парках дикої природи в Швеції та Фінляндії. За допомогою великої металевої ложки вчені збирали сніг протягом трьох зимових сезонів разом із волоссям, слиною та слизом у якості контролю.
У лабораторії вони розтопили та відфільтрували сніг, а потім проаналізували будь-яку ДНК, яку змогли знайти в кожному зразку. Дослідники виявили ядерну ДНК у більш ніж 87% слідів дикого білого ведмедя, майже 60% слідів дикої рисі та всіх зразках тварин, що утримувалися в неволі. Вони використовували генетичну інформацію з диких зразків, щоб визначити, що було 12 окремих білих ведмедів. (Хоча вони також проаналізували генетику деяких зразків рисі, вони не ідентифікували особин цього виду.)
За словами провідного автора другого дослідження, Мікаели Хеллстрьом, молекулярного еколога з MIX Research Sweden AB, ця техніка зрештою може бути використана для визначення кількості тварин, які живуть у певній місцевості та чи є вони спорідненими. Це інформація, яка може допомогти охороні природи. І якщо сліди білих ведмедів регулярно знаходять поблизу людей, каже вона, ця робота може допомогти менеджерам з охорони дикої природи визначити, які ведмеді становлять найбільший ризик для людей.
«Ви можете отримати набагато більше даних, ніж за весь сезон», — говорить Хеллстрьом. Крім того, вона каже: «Ти не турбуєш тварину і не наражаєш дослідників на небезпеку».
Дані, зібрані з eDNA, можуть доповнити більш традиційні методи спостереження за білими ведмедями, такі як збір зразків крові або встановлення на них нашийників для відстеження, каже Джон Арс, біолог Норвезького полярного інституту, який вивчає білих ведмедів на Шпіцбергені і не брав участі в жодному дослідженні.
«Це як складати пазл: ви отримуєте невеликі шматочки інформації з різних джерел», — каже він.
Використання eDNA також може допомогти вченим працювати в місцях, де корінні громади виступають проти заспокійливих ведмедів через занепокоєння щодо зіпсованого м’яса, додає він, або де є проблеми з добробутом тварин.
Ці документи можуть свідчити про зміни в дослідженнях eDNA, каже Лав Дален, еволюційний генетик зі Стокгольмського університету, яка була однією з перших, хто продемонстрував, що генетичний матеріал можна використовувати для ідентифікації видів за сніговими відбитками.
«Можливо, через 10 або 20 років, — каже Дален, який не брав участі в новій роботі, — це буде звичайний метод, який використовується для збереження дикої природи».