Rešavanje tamne materije biologije: DNK bar kodiranje otkriva skrivenu raznolikost insekata

Rešavanje tamne materije biologije: DNK bar kodiranje otkriva skrivenu raznolikost insekata

Na Zemlji postoje milioni vrsta o kojima još uvek ništa ne znamo. Istraživači ove vrste nazivaju „biološka tamna materija“, ali nove metode nam mogu brže pružiti bolji pregled.

Zemlja je skoro nezamislivo raznolika planeta u pogledu vrsta. Istraživači su identifikovali između dva i tri miliona vrsta, ali ima mnogo više o kojima ne znamo ništa.

Nepoznate vrste se nazivaju „biološka tamna materija“, pozajmljujući termin iz astrofizike.

„Želimo da pokažemo kako možemo da dobijemo bolji pregled biološke tamne materije korišćenjem DNK bar kodiranja“, rekla je vanredni profesor Emili Hartop.

DNK barkodiranje, u ovom slučaju takozvano „megabarkodiranje“, moglo bi zvučati misteriozno, ali zapravo nije. Na to ćemo se vratiti kasnije. Prvo, hajde da pogledamo zašto još uvek ne znamo dovoljno.

Hartop radi na Prirodnjačkom odseku, koji je deo Univerzitetskog muzeja NTNU. U odeljenju je okružena kolegama koji su takođe navikli da otkrivaju nove vrste i teško da će uskoro ostati bez novih zadataka.

„Biološka tamna materija često postoji u grupama koje se sastoje od veoma više vrsta koje još nismo proučavali u velikoj dubini“, rekao je Hartop.

Mnogo je razloga zbog kojih ne znamo više nego što znamo, a neki od njih su čisto praktične prirode.

Mnoge od ovih neidentifikovanih vrsta nalaze se u okeanu ili u drugim delovima sveta kojima je istraživačima teško pristupiti. Ni sve ove vrste se ne nalaze u velikom broju, tako da ih nije uvek tako lako pronaći.

I to nije potpuno objašnjenje: čak i u delovima sveta u kojima postoje posvećeni istraživači stotinama godina, kao što su Evropa i Severna Amerika, još uvek smo daleko od potpunog pregleda.

„Ove nepoznate vrste mogu se naći svuda“, rekao je Hartop.

Nedostatak istraživača obučenih u ovoj oblasti stručnosti je nesumnjivo problem. Zadatak je jednostavno toliki da nema dovoljno stručnjaka u odnosu na obim posla.

Uobičajena procena je da na našoj planeti postoji skoro devet miliona vrsta, ali ne znamo sa sigurnošću. Ova brojka takođe ne uključuje bakterije i druge jednoćelijske organizme. U svakom slučaju, ostalo je još mnogo više da se otkrije od onoga što već znamo.

Identifikacija vrste nije nešto što svako može da uradi. Postoji mnogo vrsta za koje bi većina ljudi mislila da izgledaju identično.

Na sreću, biolozi su poslednjih godina počeli da koriste efikasnu novu metodu: DNK barkodiranje.

„U DNK barkodiranju, potreban vam je samo mali deo DNK da biste identifikovali vrstu“, objasnio je Hartop.

Ova mala sekvenca DNK se zatim može uporediti sa bazom podataka DNK iz vrsta koje su već opisane i zabeležene. Da biste bili sigurni da je vrsta nova, baza podataka DNK mora biti kompletna sa poznatim vrstama iz grupe sa kojom je upoređujete. Rad na dodavanju referentne biblioteke kontinuirano se odvija kroz nacionalne i međunarodne projekte.

Istraživači u ovoj studiji koncentrisali su se na insekte u Švedskoj. Sakupili su muve sa ukupno 37 staništa u četiri različita doba godine. Na kraju su dobili 31.800 uzoraka DNK za analizu i pronašli priličan broj vrsta. Nalazi su objavljeni u časopisu BMC Biology.

„Na primer, pronašli smo ukupno 549 različitih potencijalnih vrsta muve skatle. Ovo je iznenađujuće velika gustina i raznovrsnost“, rekao je Hartop.

Ranije je bilo poznato samo 374 od ovih vrsta mušice (Phoridae), što znači da je 175 vrsta bilo novo u Švedskoj.

Izvorni podaci takođe daju istraživačima priliku da saznaju kako različite varijacije životne sredine utiču na sastav vrsta u nekom području.

„Što se tiče mušice, vidimo da na rasprostranjenost različitih vrsta utiču klimatski faktori. Na primer, čini se da 29% vrsta reaguje pozitivno na povećanje prosečne temperature, dok 18% reaguje negativno“, rekao je Hartop.

„Važno je da imamo pregled biodiverziteta oko nas. To znači da moramo proučavati neupadljive, ali vrste bogate grupe. Živimo u vremenu u kojem je biodiverzitet ugrožen, uključujući nepoznate vrste“, rekao je Hartop.

Prema Međuvladinoj platformi za nauku i politiku o biodiverzitetu i uslugama ekosistema (IPBES), najveća pretnja biodiverzitetu je gubitak staništa, na primer zbog razvoja, ili isušivanje močvara. Druga najveća pretnja je eksploatacija vrsta, kao što je lov na meso grmlja, seča ili prekomerni ribolov. Najveće preostale pretnje su klimatske promene, zagađenje i širenje vrsta na područja kojima ne pripadaju.

U osnovi svega ovoga je sve veća ljudska populacija sa sve većim potrebama. Zbog toga je od suštinske važnosti da se identifikuje koje vrste zaista postoje, i tu će DNK bar kodiranje igrati veoma važnu ulogu.

„Vidimo da nam ovaj metod može pomoći da brzo i efikasno dobijemo pregled vrste. Sazrelo je vreme za istraživanje biološke tamne materije“, rekao je Hartop.