Các nhà khoa học có thể hút DNA động vật theo nghĩa đen từ không khí loãng

Jan 24 2022
Nó không chỉ là một thủ thuật thú vị. Theo dõi DNA của động vật vô hình có thể mang lại lợi ích to lớn cho việc bảo tồn động vật.
Các nhà khoa học tìm thấy DNA từ động vật, như những con tinh tinh trong vườn thú này, có trong bầu khí quyển theo đúng nghĩa đen. Grant Faint / Getty Hình ảnh

Bạn biết đấy DNA , phân tử trong tế bào chứa mã di truyền độc nhất của chúng ta, nằm bên trong động vật. Nhưng bạn có thể không nghĩ rằng nó đang lơ lửng trong không trung. Cho đến nay hầu hết các nhà khoa học cũng vậy.

Tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Elizabeth Clare, một nhà sinh thái học tại Đại học York ở Toronto, Canada, cho biết: “Tôi đã được yêu cầu viết một tài liệu về cách DNA môi trường có thể được sử dụng để giám sát đa dạng sinh học trong tương lai. "Tôi liệt kê đất, tuyết, mưa, mật ong, thậm chí phun tán lá và thu gom nước chảy. Sau đó tôi nói" và không khí "và đi tìm một nghiên cứu điển hình mà tôi có thể mô tả. Tôi rất ngạc nhiên vì thực sự không có."

Cô được biết rằng Đại học Queen Mary ở London (nơi Clare đang trực thuộc vào thời điểm đó) có một nguồn tài trợ cho các ý tưởng có rủi ro cao và được thưởng cao và đề xuất một dự án về lấy mẫu DNA môi trường (eDNA) trong không khí. "Chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy mọi người đang nói về nó, nhưng nó vẫn chưa được thử ... vì vậy chúng tôi quyết định tự mình làm điều đó", cô nói.

Cùng thời điểm với nghiên cứu của Clare, một nghiên cứu tương tự cũng đang được thực hiện tại Đại học Copenhagen ở Đan Mạch. Tiến sĩ Christina Lynggaard, tác giả nghiên cứu và là nhà nghiên cứu tại Đại học Copenhagen, cho biết Kristine Bohmann, nhà nghiên cứu thuộc Đại học Copenhagen, đã đưa ra ý tưởng này.

"Cô ấy muốn nộp đơn xin tài trợ nghiên cứu của Đan Mạch có tên là 'Thử nghiệm Villum' hỗ trợ các dự án 'điên rồ' có thể không hoạt động, nhưng nếu thành công, họ sẽ cách mạng hóa lĩnh vực nghiên cứu. Sau đó cô ấy nghĩ và tôi trích dẫn: 'Dự án này có hoàn toàn điên rồ, như cố gắng phát hiện DNA động vật bằng cách hút bụi không khí. ' Cô ấy đã nhận được tiền cho dự án và chúng tôi có thể dùng thử nó, "Lynggaard nói qua email.

Đừng lo lắng - đây không phải là trường hợp một đội đấu với đội kia để giành lấy công lao. Thật vậy, thực tế là họ độc lập đã xác nhận thành công cả hai nghiên cứu . Hóa ra không chỉ có oxy và các chất gây dị ứng trôi nổi trong không khí mà chúng ta hít thở. DNA của động vật có ở khắp nơi và biết đây có thể là một biện pháp bảo tồn hữu ích, đặc biệt là ở những nơi có liên quan đến các loài nguy cấp và xâm lấn .

DNA động vật được thu thập như thế nào

Nhóm của Clare đã thu thập eDNA của động vật trong Công viên Sở thú Hamerton, Vương quốc Anh, sử dụng một máy bơm công suất thấp được trang bị một bộ lọc "Nó hơi giống như pha cà phê", cô nói, lưu ý rằng với máy pha cà phê, nước sẽ đi qua bộ lọc và căn cứ bị bắt. Trong trường hợp này, "Chúng tôi hy vọng không khí đi qua và DNA được bắt." Nhóm nghiên cứu đã phát hiện 25 loài động vật khác nhau như hổ, vượn cáo và dingoes. Họ thậm chí còn thu thập eDNA từ động vật cách địa điểm thử nghiệm của họ hàng trăm mét.

Tiến sĩ Elizabeth Clare lấy mẫu không khí để thu thập DNA trong không khí.

Nhóm nghiên cứu Copenhagen cũng sử dụng các bộ lọc gắn với quạt thổi, tại Vườn thú Copenhagen ở Đan Mạch, nhưng trong một mẫu khác đã chọn loại máy hút nước hút các hạt không khí. Lynggaard cho biết: “Nước này được lọc bằng các bộ lọc đặc biệt dùng để giữ lại DNA trong nước. Thông qua các phương pháp này, nhóm nghiên cứu đã tìm thấy 49 loài động vật trong khu vực, bao gồm cá, chim, bò sát, lưỡng cư và động vật có vú.

Cả đội Anh và đội Đan Mạch cũng thu nhận eDNA của gà, bò, ngựa và cá, được sử dụng làm thức ăn cho động vật trong vườn thú, cũng như eDNA từ động vật sống bên ngoài sở thú, như sóc và nhím. Kết quả của cả hai nghiên cứu đã được công bố riêng biệt trên Tạp chí Cell Biology .

Tại sao eDNA là một thỏa thuận lớn

Tại thời điểm này, bạn có thể tự hỏi bản thân rằng liệu đây có phải chỉ là một mẹo nhỏ trong bữa tiệc hay không. Nhưng tiềm năng là rất lớn cho các nỗ lực bảo tồn động vật. Lynggaard giải thích: “Bằng cách có một phương pháp mới cho phép chúng tôi theo dõi động vật có xương sống theo cách không xâm lấn, chúng tôi có thể giúp theo dõi các loài xâm lấn và cả những loài có nguy cơ tuyệt chủng mà đôi khi rất khó theo dõi do mật độ dân số thấp.

Cả hai nghiên cứu, Lynggaard nói, "đã vượt qua ranh giới cho những gì có thể được thực hiện với eDNA nhưng cũng chứng minh một công cụ mới và không xâm lấn để bổ sung cho các phương pháp hiện có để theo dõi động vật trên cạn - một điều rất quan trọng để cung cấp thông tin cho các nỗ lực bảo tồn."

Sẽ còn một phút nữa trước khi điều này thực sự diễn ra trong giới bảo tồn, vì nghiên cứu eDNA vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Đầu tiên, nhóm Copenhagen muốn lặp lại thí nghiệm ở các khu vực khác nhau, vì thí nghiệm ban đầu của họ được thực hiện bên trong vườn thú. Bà nói: “Chúng tôi hy vọng rằng nó cũng có thể làm được ở mọi nơi, nhưng đó là điều cần làm tiếp theo. Chúng tôi muốn biết những gì xảy ra trong tự nhiên.

Tại thời điểm này, vẫn chưa rõ bằng cách nào DNA của động vật vào không khí. "Nó có thể là bất kỳ nguồn vật liệu sinh học nào. Tế bào da bong tróc, sợi tóc, phân, nước tiểu, thậm chí do thở ra có khả năng xảy ra? Chúng tôi chỉ đơn giản là không biết. [EDNA] chỉ được định nghĩa là bất kỳ DNA nào mà chúng tôi thu thập được. Clare nói.

Bà cho biết thêm: “Chúng tôi không biết nó có thể di chuyển bao xa, tích tụ nhanh như thế nào, suy thoái nhanh như thế nào và những yếu tố thời tiết hoặc vị trí nào có thể làm thay đổi điều này”. Cô ấy nói, các thử nghiệm sâu hơn sẽ xác định khái niệm này ở một mức độ lớn hơn nhiều. "Điều này sẽ giúp chúng tôi tìm ra cách chúng tôi thực sự có thể triển khai phương pháp này trong thế giới thực để lấy mẫu đa dạng sinh học."

Bây giờ điều đó hữu ích

Bạn lo lắng rằng con chó của bạn có thể bị lạc hoặc bị đánh cắp? Có dấu vân tay DNA của Fido , để nếu điều đó xảy ra, bạn sẽ có bằng chứng không thể chối cãi rằng con chó là của bạn khi nó được tìm thấy.