Trejsi Ritenhaus, vanredni profesor prirodnih resursa i životne sredine na UConn koledžu za poljoprivredu, zdravlje i prirodne resurse (CAHNR), radila je eksperiment za proučavanje epidemija rana virusa kod drvenih žaba. Kada je Meghan Perslei, tada doktorirala. studentkinja na Vašingtonskom državnom univerzitetu, čula za to, shvatila je da bi pristup bio idealan za proučavanje nekih pitanja koja je imala o DNK životne sredine (eDNK).
Njih dvoje su se povezali i počeli da sarađuju kako bi odgovorili na više naučnih pitanja kroz jedan eksperiment sproveden na UConn-u.
„Ovaj projekat se desio slučajno na zaista divan način“, kaže Ritenhaus. „Bila je to sjajna saradnja između UConn-a i Vašingtonskog državnog univerziteta.
DNK životne sredine, takođe poznat kao eDNK, je genetski materijal dobijen od životinja i biljaka koji naučnici mogu da koriste da kažu koje vrste organizama žive u okruženju. Međutim, naučnici trenutno ne mogu pouzdano da koriste eDNK da bi procenili koliko se životinja određene vrste nalazi u okruženju, posebno u manjim populacijama. To je zato što mnoštvo faktora može uticati na koncentracije eDNK koji nemaju nikakve veze sa brojem populacije.
„Jedna stvar koju smo naučili tokom proteklih nekoliko godina koristeći eDNK je da možemo prilično dobro da otkrijemo da li postoje vrste ili ne“, kaže Persli. „Ali naknadno pitanje koje uvek dobijamo od ljudi koji su na terenu i rade na konzervaciji ili upravljanju je ‘koliko ih ima?’ I uvek moramo da kažemo da ne znamo“.
Tradicionalno, naučnici moraju da uhvate, obeleže, puste i ponovo uhvate životinje da bi procenili veličinu populacije. Ovo zahteva značajnu količinu vremena, novca i resursa, što čini eDNK, koja postaje sve popularnija više od decenije, obećavajućom alternativom ako se može učiniti pouzdanijom.
„Kako proceniti veličinu populacije je zaista okosnica istraživanja divljih životinja“, kaže Ritenhaus. „Pitanje broj jedan koje se postavlja svakom biologu za divlje životinje je koliko životinja ima?“
Ritenhausov eksperiment je stvorio niz epidemija rana virusa u eksperimentalnoj populaciji žaba da bi bolje razumeo kako ova uobičajena bolest utiče na populacije divljih žaba. Eksperiment je imao 120 rezervoara sa dve promenljive životne sredine, povišenom temperaturom i salinitetom, što je predstavljalo klimatske promene i oticanje soli sa puteva, respektivno, u divljini. Istraživački tim je ponovio eksperiment mnogo puta.
„Kada proučavam bilo koju vrstu pronađenu u Konektikatu ili ovom regionu sveta, pitam ’šta je briga za očuvanje te određene vrste‘“, kaže Ritenhaus: „Za drvene žabe, znamo da se epidemije rana virusa dešavaju u divljini, ali mi ne znam koliko često ili gde, veliki problem za očuvanje te vrste je njihova osetljivost na ranavirus.
Ritenhaus ima predstojeću publikaciju u kojoj deli svoje nalaze iz ove studije i trenutno analizira rezultate o tome kako je gustina punoglavaca uticala na epidemije.
U međuvremenu, Perslei je krenuo da istraži kako faktori životne sredine utiču na to koliko eDNK svaki organizam proizvodi kao i koliko brzo se eDNK razgrađuje u okruženju.
Otkrila je da su više temperature povezane sa smanjenjem količine eDNK u ranim fazama epidemije. Međutim, kada je bolest napredovala u kasnim stadijumima, faktori životne sredine nisu imali značajan uticaj, ali je povećan broj mrtvih organizama, kao rezultat napredovanja epidemije, doprineo više eDNK.
Ovi nalazi su objavljeni u časopisu Naučni izveštaji sa koautorima Caren Goldberg, Erica Crespi i Jesse Brunner sa Univerziteta Vašington State.
Istraživači su otkrili da su uslovi životne sredine i status epidemije snažno uticali na eDNK u ovim populacijama žaba. Ali zbog visokog nivoa varijacija u količinama eDNK koje nisu imale jaku vezu sa eDNK i veličinom populacije, nije im jasna preciznost pristupa.
„Ovo nas je navelo da se zapitamo koliko eDNK može biti precizna za uviđanje veličina populacije koje su manje ili užeg opsega, što može biti važno u nekim kontekstima očuvanja ili upravljanja“, kaže Persli. „eDNK bi mogla lakše da otkrije velike razlike u populaciji, poput 1.000 naspram 10 organizama, koje se mogu javiti u prirodnim populacijama.
Jedan problem sa preciznošću ove metode može biti u varijacijama od uzorka do uzorka. Kada istraživači uzmu uzorak eDNK, oni samo izvlače vodu iz okoline. Alternativne metode uzorkovanja mogu pomoći u ublažavanju ove varijacije, što je problem kojim će se Peršlin baviti u predstojećoj publikaciji.
„Mislim da su neki od najvećih zaključaka da faktori životne sredine utiču na koncentraciju DNK u životnoj sredini i da treba da budemo svesni toga“, kaže Persli.
