Havadaki DNA ile Çevredeki Hayvanlar Tespit Ediliyor

DNA her yerde, havada bile. Polen veya kedi tüyüne alerjisi olanlar için bu sürpriz değil. Ancak şimdi iki araştırma grubu, atmosferin birçok hayvan türünü tespit edilebilir miktarda DNA içerebileceğini bağımsız olarak göstermiştir.

 Texas Tech Üniversitesi’nden bir ekolojist olan Matthew Barnes, “DNA kullanarak hava örneklerinde bu kadar çok türü tespit etme yeteneği büyük bir sıçrama” diyor. 

New Brunswick’teki Rutgers Üniversitesi’nde moleküler ekolojist olan Julie Lockwood, “Şaşırtıcı olan kısım, kuşları ve memelileri elde edebilmeniz – vay be” diyor. Yeni araştırmalar, “sporlardan daha fazlası var; hücreler, saçlar ve havada yüzen her türlü ilginç şey var.”

On yıldan fazla bir süredir araştırmacılar, bulunması zor organizmaları tanımlamak için sudaki bu farklı DNA kaynaklarını analiz ediyor. Araştırmacıların göllerde, akarsularda ve kıyı sularında çevresel DNA (eDNA) örneklemesi, aslan balığı gibi istilacı türlerin yanı sıra büyük tepeli semender gibi nadir organizmaları tanımlamalarına izin verdi. Daha yakın zamanlarda, bazı bilim adamları böcekleri yapraklar üzerinde eDNA ile izlediler ve ayrıca bir iz boyunca ilerleyen memeliler tarafından bırakılan toprak eDNA’sını buldular.

Havadaki hayvan eDNA’sı üzerinde çok daha az çalışma yapılmıştır. Hayvanlardan ne kadar doku aktığı veya bu hücrelerin genetik içeriğinin havada ne kadar süre kaldığı açık değil. Daha önceki bazı araştırmalar, havada bol miktarda bulunan bakteri ve mantarlar dahil mikroorganizmaları tespit etmek için DNA karışımlarını tanımlamaya yönelik bir yaklaşım olan metagenomik dizilemeyi kullandı. Ve 2015 yılında Washington DC bölgesindeki patojenler için hava monitörleri araştırması, birçok omurgalı ve eklembacaklı türünden eDNA izleri buldu. Ancak tekniğin ne kadar yararlı olacağı açık değildi ve karasal hayvanların yüzen hücreleri nasıl döktüğü de açık değil.

Bu yılın başlarında, şu anda York Üniversitesi’nde moleküler ekolojist olan Elizabeth Clare, PeerJ’de laboratuvarda alınan hava örneklerinde çıplak köstebek farelerinden alınan eDNA’nın tespit edilebileceğini bildirdi. Hayvan eDNA’sının dışarıda tespit edilip edilemeyeceğini öğrenmek için, o ve Londra Queen Mary Üniversitesi’nden meslektaşları bir hayvanat bahçesine gittiler: Orada, türler biliniyor, bu yüzden ekip buldukları havadaki eDNA’nın kaynağını biliyorlardı. Aralık 2020’de Clare, Hamerton Hayvanat Bahçesi Parkı’nda 20 noktada filtreli vakum pompaları kurdu ve her birinin 30 dakika çalışmasına izin verdi.

Clare, hayvanat bahçesi binalarının hem dışından hem de içinden 72 hava örneği topladı. Filtrelerde kalan yetersiz genetik parçaları dizileme için yeterli DNA’ya yükseltmek için polimeraz zincir reaksiyonu kullandı. eDNA’yı sıraladıktan sonra, parçacıkları bir veritabanındaki bilinen dizilerle eşleştirdi. Ekip, hayvanat bahçesinde tutulan 17 tür ile onun yakınında ve çevresinde yaşayan kirpi ve geyik gibi diğerlerini de tespit etti. Bazı hayvanat bahçesi hayvan DNA’sı, hayvanların bulundukları ortamdan yaklaşık 300 metre uzakta bulundu. Ayrıca, muhtemelen tavuk, domuz, inek ve atların etinden havadaki DNA’yı tespit etti. Tümüyle, ekip 25 memeli ve kuş türü tespit etti .

Bu arada, Danimarka’daki araştırmacılar da aynı fikri takip ettiler. Kopenhag Üniversitesi’nde moleküler ekolojist olan Kristine Bohmann, yüksek riskli bir hibe programı için beyin fırtınası yaparken gelen ilhamı hatırlıyor. “Daha çılgın olmalı dediğimi hatırlıyorum – DNA’yı havadan vakumlamak gibi, bu delilik olurdu.” Hibeyi kazandılar ve Kopenhag Hayvanat Bahçesi’ndeki üç yerden, üç tip numune alıcıda elektrikli süpürgeler ve vantilatörlerle hava emdiler. Sürekli olarak hayvanları, yani toplam 49 omurgalı türünü tespit ettiler.

ETH Zürih’te bir koruma ekoloğu olan Kristy Deiner, “Bu ön baskılar heyecan verici ve bazı harika veriler gösteriyor” diyor. Biyoçeşitliliği izlemek için havadaki DNA teknolojisini geliştirmek için bir XPRIZE Rainforest ekibine liderlik ediyor.

Lockwood, havadaki DNA’nın kuru ortamlarda, yuvalarda veya mağaralarda bulunanlar ve bazı kuşlar gibi vahşi yaşam kameralarının görüş alanı dışında uçanlar gibi tespit edilmesi zor hayvanların varlığını ortaya çıkarmaya yardımcı olabileceğini söylüyor.

eDNA’nın havada ne kadar uzağa seyahat ettiği ve yöntemin hayvanların son konumlarını ne kadar iyi tespit edebileceğini etkileyecek kilit konu da dahil olmak üzere, yaklaşımla ilgili birçok sorunun kaldığına dikkat çekiliyor. Bu mesafe, çevre de dahil olmak üzere birçok faktöre bağlı olacaktır; eDNA muhtemelen bir çayırda ormandan daha uzağa sürüklenecektir. Başka bir soru, hayvanların DNA’yı tam olarak nasıl bıraktığıdır. Bu, derilerini çizerken veya ovalarken, hapşırırken veya dövüşmek ya da avı boyun eğdirmek gibi herhangi bir güçlü faaliyette bulunurken hücreler serbest kaldığında olabilir. Ancak hayvanat bahçesinde örnekleme yapan Kopenhag Üniversitesi’nde doktora sonrası araştırmacı olan moleküler ekolojist Christina Lynggaard, tembel eDNA’nın bile ortaya çıktığını söylüyor.

eDNA çalışmalarında her zaman bir sorun olan kontaminasyonu önlemek özellikle zordur. Barnes, eDNA’yı havada örneklemenin “su altında pipetleme yapmak” gibi olduğunu söylüyor. Clare, bir problemin, negatif bir kontrolün veya içinde DNA olmayan bir test örneğinin nasıl bulunacağı olduğunu söylüyor. “Steril hava balonunu nereden alacağımı bilmiyorum.”

Bilinmeyenlere rağmen, Barnes ve diğerlerinin büyük umutları var. Orman zararlılarını araştıran; kabuk ve yapraklarda eDNA izleri tespit eden Lockwood, şimdiden havadan böcek zararlılarını tanımlamayı umuyor. “Denemek için sabırsızlanıyorum” diyor.

Yazan: Bilge KAPLAN

Kaynak*

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here