Sieci pająków gromadzą DNA wielu zwierząt

Analiza DNA pajęczyn z dwóch lokalizacji w Australii pozwoliła zidentyfikować obecność blisko stu gatunków zwierząt. Odkrycia pomogą w monitoringu dzikiej przyrody. Wyniki zostały opublikowane w „iScience”.

Sieci pająków wyłapują DNA innych zwierząt

.Josh Newton z Curtin University w Australii Zachodniej wraz ze współpracownikami odkrył, że sieci pajęcze wychwytują DNA zwierząt takich jak żyrafy i słonie żyjące na danym obszarze.

Naukowcy zbadali 49 pajęczych sieci z dwóch lokalizacji w Australii Zachodniej – zoo w Perth i rezerwatu przyrody Karakamia ok. 50 kilometrów na wschód od Perth.

Ich analiza dostarczyła prawie 2,5 miliona sekwencji, które częściowo przetworzono przy użyciu technologii reakcji łańcuchowej polimerazy (PCR) – tej samej, która jest stosowana np. w testach na obecność wirusa SARS-CoV-2. Technika ta generuje miliony kopii sekwencji DNA i umożliwia badanie próbek zawierających jedynie niewielkie ilości materiału genetycznego. Nieco ponad 1 milion sekwencji zawierało ludzkie DNA.

Wszystkie testowane próbki zawierały materiał genetyczny innych kręgowców niż człowiek. W sieciach pajęczych pochodzących z ogrodu zoologicznego w Perth znalazły się ślady 61 gatunków kręgowców – w tym 33 ssaków, 21 ptaków, pięciu gadów i dwóch płazów.

Źródło próbek

.W przypadku dwóch największych gatunków występujących w zoo – słoni azjatyckich i żyraf północnych – naukowcy znaleźli DNA w odległości prawie 200 metrów od wybiegów dla zwierząt.

W sieciach pająków analizowanych na terenie rezerwatu dzikiej przyrody Karakamia naukowcy zidentyfikowali 32 gatunki kręgowców – w tym zwierzęta rodzime, takie jak kangury szare zachodnie i żaby (motorbike frog), a także trzy gatunki inwazyjne: lisa rudego, mysz domową i szczura śniadego.

W próbkach znaleziono również DNA krów, owiec i świń, które nie żyją na terenie rezerwatu, ale są hodowane w całym regionie. „Zwierzęta pozostawiają swoje DNA w środowisku poprzez gubienie sierści lub łuszczącą się skórę, ale jego kawałeczki mogą unosić się też w powietrzu wraz z kurzem” – powiedział w rozmowie z „New Scientist” Josh Newton. I dodał, że również muchy mogą przenosić kawałki DNA innych zwierząt na dalsze odległości, by na końcu wpaść w sieć pająków.

„Pajęcze sieci mogą być cennym źródłem próbek DNA środowiska i monitorowania dzikiej przyrody. Wraz ze spadkiem liczebności gatunków na całym świecie ich monitorowanie staje się coraz ważniejsze” – powiedział Josh Newton.

Badania nad DNA

.Adiunkt w Muzeum i Instytucie Zoologii PAN oraz członkini Polskiego Towarzystwa Nauk o Człowieku i Ewolucji, Martyna MOLAK-TOMSIA, na łamach „Wszystko co Najważniejsze” zaznacza, że: „Wiemy, że wskrzeszanie wymarłych gatunków nie jest możliwe w przypadku dinozaurów, ponieważ nie dysponujemy zachowanym materiałem genetycznym. Jak jednak prezentuje się stan wiedzy w przypadku stworzeń, których materiał posiadamy, na przykład mamutów czy wymierających dziś gatunków? Czy potrafimy je wskrzesić?”.

„Zacznijmy od DNA. Jest to kwas deoksyrybonukleinowy, cząsteczka chemiczna – która jest w niemal każdej komórce naszego ciała – na podstawie której budowany jest organizm i za której sprawą funkcjonuje. Antyczne, kopalne lub archaiczne DNA to materiał genetyczny, który izolujemy z jakiejkolwiek próbki nieprzeznaczonej do tego procesu, przy czym granica wieku próbki kwalifikującego ją jako antyczną nie jest sztywno ustalona. Będzie to więc materiał, który możemy pozyskać ze szczątków znajdowanych podczas wykopalisk archeologicznych, takich jak kości, zęby, tkanki miękkie, pióra, skorupki jaj, koprolity. Takim materiałem mogą być też okazy muzealne, rdzenie lodowe i ziemne”.

„Pierwsze sekwencje DNA uzyskiwane z próbki antycznej pochodzą z 1984 roku z wymarłej zebry kwagga. Naukowcy zachęceni pierwszym sukcesem przeszli do badania DNA ludzkiego. W 1985 roku opublikowano pierwsze odczyty DNA z mumii egipskich. Kolejni naukowcy publikowali prace, w których przekonywali o udanym badaniu DNA pochodzącego z bardzo starych próbek szczątków, między innymi dinozaurów. Po pewnym czasie okazało się, że te badania zawierały istotne błędy. Nie zdawano sobie wówczas sprawy, jak niestabilne i podatne na zanieczyszczenie jest antyczne DNA”.

„DNA podczas śmierci komórkowej ulega zniszczeniu tak jak i cała komórka. Jej pozostałościami żywią się mikroorganizmy, trawiąc materiał genetyczny na drobne fragmenty. Zachodzi też rozkład fizykochemiczny. Z czasem DNA staje się coraz bardziej zdegradowane i zmienione chemicznie. W wyniku silnej fragmentacji i modyfikacji staje się też podatne na zanieczyszczenia. Bardzo dużo źródeł znajduje się w powietrzu, którym oddychamy; DNA zawierają też między innymi nasz naskórek oraz cząsteczki śliny. Materiał antyczny jest otoczony wieloma świeżymi i kompletnymi źródłami materiału genetycznego, które potrafią tak przykryć informację pierwotną, że nie jesteśmy w stanie jej odczytać”.

„Dzięki dynamicznej ewolucji badań nad materiałem genetycznym udało się odczytać kompletne DNA neandertalczyka, mamuta czy tura” – pisze Martyna MOLAK-TOMSIA w tekście „Dinozaurów nie wskrzesimy. Ale co z wymierającymi gatunkami?„.