Slatkovodni ekosistemi su žila kucavica prirodnog sveta, a ipak se suočavaju sa tihom krizom. Izveštaj Svetskog fonda za divlje životinje iz 2022. godine otkrio je zapanjujućih 83% pad globalne populacije slatkovodnih kičmenjaka od 1970. godine, što je stopa daleko veća od one u bilo kom drugom staništu.
Nivo degradacije prirode je alarmantan, ali ekosistemi su komplikovani, kao i efekti ljudskih aktivnosti. Dakle, priča je često nijansiranija.
Naše istraživanje pokazuje kako bi analiza DNK životne sredine (eDNK) – DNK koju su organizmi ostavili u životu i smrti – mogla otkriti tajne skrivene u slatkovodnim potocima, rekama i jezerima. Ovo daje nadu za efikasnije praćenje ovih vitalnih ekosistema.
Dok ribe i ptice obično privlače pažnju, slatkovodni biodiverzitet je skrivena metropola koja vrvi od manje poznatih stanovnika. Makrobeskičmenjaci kao što su majušice i mušice, vidljive golim okom, igraju vitalnu ulogu u zdravim ekosistemima. Oni su praćeni decenijama i mogu nam dati reprezentativniji pogled na to kako slatkovodna staništa reaguju na ljudske pritiske.
Različiti delovi sveta takođe doživljavaju različite nivoe pretnje od ljudskih aktivnosti. Širom Evrope, na primer, u prošlom veku je došlo do velikih poboljšanja u kvalitetu rečne vode—u velikoj meri zahvaljujući boljoj sanitaciji, deindustrijalizaciji i poboljšanoj regulativi, što je kulminiralo oporavkom biodiverziteta makrobeskičmenjaka.
Ali ove dobre vesti idu samo tako daleko. Od 2010. godine, poboljšanja u slatkovodnom biodiverzitetu su na platou. U međuvremenu, stari pritisci na životnu sredinu zamenjuju se novim pritiscima u rasponu od klimatskih promena do novih zagađivača koji se oslobađaju iz arhaičnih kanalizacionih sistema.
Moguće je da razumevanje zdravlja slatkovodnih ekosistema nikada nije bilo važnije. Da bi se ovo efikasno uradilo, potrebno je široko praćenje prisutnih vrsta. Ovo je moguće samo integracijom novih tehnika — uključujući analizu eDNK, koja može doći iz niza izvora uključujući izmet, sluz i komadiće tkiva — zajedno sa tradicionalnim programima praćenja.
Većina trenutnog monitoringa slatkovodnog biodiverziteta fokusira se na relativno usku grupu životinja—ribe i makrobeskičmenjake.
Ribe se obično prate „elektroribolovom“, gde se električna struja propušta kroz vodu koja ribu privremeno omamljuje. Koja riba koja ispliva na površinu se identifikuje i prebroji.
Makrobeskičmenjaci se uglavnom sakupljaju korišćenjem „uzorkovanja putem mreže“, gde osoba stoji u reci, podiže sediment, a zatim hvata sve što pluta nizvodno u mrežu.
Obe ove metode imaju ograničenja. Sa električnim ribolovom, održavanje konzistentne struje između serija uzoraka može biti teško, zbog razlika u provodljivosti između reka. Veće ribe su takođe podložnije šoku, tako da postoji mogućnost da propustite manje ribe, što može dovesti do predrasuda.
Uz uzimanje uzoraka iz mreže, određene rečne podloge mogu dati bolje rezultate, dok su neke vrste bolje u izbegavanju ili provlačenju kroz mrežu.
U oba metoda, neke lokacije možda uopšte neće biti podložne. Standardizacija između lokacija može biti teška, tako da rezultati mogu da zavise od iskustva uzorkovača. Ovi pristupi su takođe dugotrajni, naporni i, iznad svega, destruktivni.
S druge strane, eDNK se može filtrirati iz uzorka vode, ekstrahovati iz filtera, analizirati za taksonomsku grupu od interesa, a zatim sekvencirati u procesu koji se naziva „metabarkodiranje“. Ovo nam omogućava da uporedimo rezultate sa bazom podataka, što dovodi do identifikacije organizma iz kojeg dolazi DNK.
Postoji mnogo prednosti korišćenja eDNK. Rad se lako standardizuje i automatizuje. Prikupljanje uzoraka je jednostavno i ne zahteva stručnost, što omogućava uključivanje naučnika građana. Može se identifikovati daleko širi spektar organizama, uključujući mnoštvo manjih organizama. I što je najvažnije, ostavlja životnu sredinu neometanom.
Ali analiza eDNK nije bez svojih ograničenja. Za razliku od tradicionalnih metoda koje mogu brojati pojedinačne ribe, eDNK ne može razlikovati mladog lososa od odrasle osobe koja se mresti. Takođe mu nedostaju bogati, višedecenijski skupovi podataka koji su napravljeni korišćenjem tradicionalnih metoda analize. Ovo može otežati korišćenje nalaza eDNK za informisanje o aktuelnim politikama očuvanja.
Takođe je postojala zabrinutost da u rekama jednostavno detektujete eDNK organizama transportovanih sa mnogo kilometara uzvodno – što vas sprečava da razumete odakle, u čitavom rečnom slivovima, dolazi signal vrste. Ovo bi učinilo eDNK lošim sredstvom za razumevanje promene biodiverziteta.
Međutim, naša nedavna studija pokazuje da to nije slučaj. Uzeli smo 798 uzoraka vode na 14 lokacija i 19 vremenskih tačaka tokom godine iz reke Konvi u severnom Velsu. Uzeli smo i uzorke iz reka širom Engleske, Švajcarske i SAD. Naše istraživanje pokazuje da DNK koju prosipaju različita bića u reci ne putuje daleko. Većina postaje suviše slaba da bi se otkrilo samo jedan kilometar nizvodno.
Ovo je sjajna vest — pošto je svaki uzorak eDNK uzet u reci reprezentativan za relativno mali deo, to nam omogućava da otkrijemo promene u distribuciji organizama u rečnom slivu. Sa ovim informacijama, istraživači mogu da počnu da otkrivaju šta uzrokuje pad biodiverziteta čak i u lokalnim oblastima slatkovodnog ekosistema, a zatim da identifikuju kako da to zaustave.
Kako eDNK analiza postaje sve popularnija, naučnici poput nas rade na premošćivanju jaza između istraživanja i očuvanja u stvarnom svetu. Inicijative kao što je radna grupa UKDNA podstiču saradnju, omogućavajući nam da podelimo znanje sa vladinim agencijama i zainteresovanim stranama u oblasti životne sredine. Izgradnjom sveobuhvatnih skupova podataka koji obuhvataju promene biodiverziteta u prostoru i vremenu, možemo otkriti tajne koje se nalaze u eDNK.
Ovo novostečeno znanje je ključ za kreiranje efikasnih rešenja za upravljanje i trebalo bi da obezbedi svetliju budućnost za naše dragocene slatkovodne ekosisteme.
