کشف تنوع ماهی های آمازون بدون صید ماهی ها

یک اکتشاف علمی در محدوده رودخانه جاوری در مرز بین برزیل، کلمبیا و پرو نشان می دهد که استفاده از توالی یابی DNA محیطی برای بررسی تنوع ماهی در آمازون امکان پذیر می باشد. روش Edna شامل استخراج مولکول‌ های DNA موجود در نمونه‌ های آب و شناسایی گونه ‌هایی که به آن ها تعلق دارند با استفاده از نشانگر های ژنتیکی می باشد.

با پیشرفت این تکنیک، ممکن است به گفته کارلوس دیوید دی سانتانا، یکی از همکاران پژوهشی در موزه ملی تاریخ طبیعی موسسه اسمیتسونیان در ایالات متحده و اولین نویسنده مقاله، در چند سال آینده همه گونه ‌های ماهی ‌های موجود در یک مکان بدون صید شناسایی شوند.

استخراج DNA از نمونه‌ های آب، انتظاراتی را ایجاد می ‌کند که برای حفاظت از محیط ‌زیست بسیار مطلوب می باشد، زیرا روش‌ های معمول برای جمع ‌آوری نمونه‌ های آبزیان شامل استفاده از تور و سایر وسایل ماهی گیری اثر منفی بر روی محیط زیست و چرخه طبیعت می گذارند.

گروهی از محققان 18 روز را در رودخانه جاوری گذراندند و نمونه ‌های آب را در سه مکان از 46 مکان جمع‌ آوری کردند. تعداد گونه های ارائه شده به مجموع شگفت انگیز 443 رسید که 60 گونه از آن ها گونه های جدید به حساب می آمدند.

در مکان هایی که آب برای تجزیه و تحلیل Edna جمع آوری شد، 201 گونه با استفاده از روش های سنتی صید شدند. با این حال، تنها 58  یا 26 درصد از کل، در سطح گونه از تجزیه و تحلیل Edna شناسایی شد.

DNA در 100 میلی لیتر آب

برای تعیین توالی Edna ، محققان ابتدا نمونه های 100 میلی لیتری آب سطحی را در سه مکان از پیش تعیین شده جمع آوری کردند. نمونه ها فیلتر شده و با محلولی مخلوط شدند تا از تخریب Edna جلوگیری شود.

ژن RNA میتوکندری S12 نشانگری است که به طور گسترده در سراسر جهان برای شناسایی گونه های ماهی از Edna استفاده می شود. برای یافتن این قطعه کوچک از کد ژنتیکی در نمونه‌ های آب، محققان از کیت‌ های استخراج DNA که برای آنالیز خون و بافت طراحی شده ‌اند، استفاده کردند. فضولات و قسمت های حیوانی موجود در آب را می توان با استفاده از این تکنیک استخراج کرد.

با این حال، S12 یک قطعه از کد ژنتیکی است که به آهستگی در حال تکامل می باشد و ممکن است برای شناسایی همه نمونه ‌های ماهی در سطح گونه کافی نباشد.

آمازون با بیش از 2700 گونه علمی توصیف شده متعلق به 18 راسته، 60 خانواده و بیش از 500 جنس، دارای بیشترین تنوع ماهیان آب شیرین در جهان می باشد.

محققان انتظار دارند که این تکنیک در سال های آینده به اندازه کافی بهبود یابد تا بیش از یک نمونه DNA به طور همزمان توالی یابی شود تا بتوان گونه های مختلف را به صورت دقیق تعریف کرد. تا آن زمان نیاز به ایجاد  مرجع ژنتیکی خواهد بود و سانتانا قصد دارد خصوصیات ژنتیکی حداقل یکی از همه خانواده ‌های ماهی ها و اکثر جنس‌ های ماهیان در آمازون فهرست ‌نویسی شود.

در این زمینه، نویسندگان تاکید می‌ کنند که موزه ‌های تاریخ طبیعی نهاد های ایده ‌آلی برای ایجاد کتابخانه‌ های مرجع ژنتیکی و ذخیره‌ سازی نمونه‌ های محیطی هستند. با پیشرفت فناوری، مواد رسوب‌ شده را می ‌توان با دقت فزاینده ‌ای توالی ‌بندی کرد.

موزه ‌ها نمونه‌ های تنوع زیستی را برای مدت طولانی حفظ می ‌کنند و آن‌ ها را برای مطالعه در اختیار نسل‌ های آینده قرار می‌ دهند. با این حال، برای حفظ آن ها برای چنین دوره‌ های طولانی، باید امکانات برودتی را پیاده‌ سازی کنند، یا به طور قابل‌توجهی امکاناتی را که در اختیار دارند، گسترش دهند و آن ها را بازآرایی کنند. السیو داتوو، یکی دیگر از نویسندگان مقاله و متصدی ماهی در MZ-USP، اولین مؤسسه در برزیل که نمونه ‌هایی را جمع‌ آوری کرد، گفت: چیدمان فیزیکی و دستیابی به مقادیر زیادی تجهیزات، مانند فریزر های با دمای بسیار پایین و مخازن نیتروژن مایع این امر را میسر می کند. تانک های ازت، مخازن نگهداری نیتروژن مایع هستند و همچنین می توان درون آن ها نمونه های بیولوژیک را نگهداری کرد.

این تکنیک همچنین می ‌تواند برای نظارت بر محیط‌ زیست در طرح ‌های حفاظتی از طریق برنامه‌ های علمی مورد استفاده قرار گیرد.