Ny eDNA-teknologi bruges til hurtigt at vurdere koralrev

Forskere ved University of Hawai`i ved Manoa Department of Biology har udviklet en teknik til at måle mængden af ​​levende koraller på et rev ved at analysere DNA i små prøver af havvand. Den nye forskning af Patrick Nichols, en kandidatstuderende i det marinebiologiske kandidatprogram, og Peter Marko, lektor ved Biologisk Institut, blev udgivet i Miljø-DNA .

Undersøiske visuelle undersøgelser bruges i vid udstrækning i koralrevs økologi og er en vigtig del af ethvert koralrevsovervågningsprogram. Imidlertid, visuelle undersøgelser udføres typisk ved brug af SCUBA, hvilket kan være både tidskrævende og logistisk udfordrende.

Som et effektivt supplement til visuelle undersøgelser, analyse af miljø-DNA (eDNA), DNA udslettet eller udstødt fra organismer til miljøet, er blevet brugt til at vurdere artsdiversitet, primært i vandmiljøer. Teknikken udnytter det faktum, at alle organismer konstant udskiller DNA i miljøet, efterlader en genetisk rest, der kan påvises og analyseres med molekylærbiologiske værktøjer.

På trods af den voksende brug af eDNA til at katalogisere tilstedeværelsen og fraværet af arter, en pålidelig sammenhæng mellem mængden af ​​organismer og mængden af ​​DNA er forblevet uhåndgribelig. I deres papir, Nichols og Marko demonstrerer, at denne nye metode testet på koralrev i Hawai?i er en hurtig og omkostningseffektiv måde at måle levende koraldækning på, " mængden af ​​et koralrev optaget af levende koraller. Fordi koraller letter tilstedeværelsen af ​​mange andre arter på et rev, koraldækning er en af ​​flere vigtige målestokke, som videnskabsmænd bruger til at karakterisere status for et rev, en presserende opgave på rev, der er i tilbagegang på verdensplan som følge af globale klimaforandringer.

"Det overrasker mig stadig, at i et lille rør med vand, der er nok information til at spore den relative overflod af hele samfund, " sagde Nichols. "At øge bredden og omfanget af undersøgelser er præcis det, der gør fremtiden for eDNA så spændende!"

"Metabarcoding"

Projektet brugte "metabarcoding, " en teknik, hvor alt DNA'et i en vandprøve analyseres i ét trin med DNA-sekventering. Koral-DNA-sekvenser identificeres derefter og tælles for at bestemme mængden af ​​forskellige typer koraller ved hvert rev. Nedbrudte rev har meget lidt koral-eDNA hvorimod rev med flere levende koraller har en meget stærkere koral eDNA-signatur.

Forfatterne forklarer i deres papir, at denne nye teknik kan bruges til at spore ændringer i koralrevs sundhed og samfundssammensætning over tid, samt opdage sjældne arter, som ellers kan overses ved traditionelle visuelt baserede undersøgelsesmetoder.

"Hvis du spurgte mig for 10 år siden, om det var muligt, jeg ville have sagt, 'Ingen måde, "" sagde Marko. "Men fremskridt inden for teknologi og faldende omkostninger ved meget følsomme DNA-sekventeringsmetoder har åbnet døren til alle mulige vigtige økologiske spørgsmål."

Forskerne anvender i øjeblikket, hvad de har lært af projektet, til de mest overbevisende anvendelser af eDNA-overvågning i samfund, der er meget sværere at vurdere visuelt, såsom dybe rev, der giver mulighed for tilflugtssted fra klimaændringer for temperaturfølsomme arter.