私たちは動物の匂いを嗅ぐこともありますが、空気には動物に関するさらに多くの情報が含まれているようです。この媒体から得られた DNA 痕跡を使用して、2 つの研究チームが独立して多数の動物園の住人を特定することができました。彼らの説明によると、フィールド調査で生物多様性を研究するためのこの検出方法の可能性が実証されています。
どの動物種が生態系のどこに住んでいますか?伝統的に、研究者は観察、監視カメラ、または遺跡や足跡を使用してこの疑問を調査します。ただし、これらの手順には集中的な作業が含まれ、動物が非常にリアルタイムで物理的に存在する必要があります。したがって、代替のそれほど複雑ではない検証オプションが必要になります。そこで、ヨーク大学のエリザベス・クレア氏とコペンハーゲン大学のクリスティン・ボーマン氏が率いる研究チームは、水生生態系の監視にすでに革命をもたらした検出技術、つまり環境DNAの研究をどの程度使用できるかを調査することにした。 「私たちの両方の作業グループは新しいプロセスの開発と適用に関わっているので、明らかに同じアイデアを同時に思いつきました」とクレア氏は言います。
水生環境 DNA を研究するという概念は、魚や両生類などの動物が水中に放出する少量の遺伝物質の分析に基づいています。両チームの焦点は、そのような痕跡が空気中などの輸送媒体でも検出できるかどうかという問題にあった。 2 つの概念実証研究の研究場所として、彼らは特別な生物多様性を持つ環境、つまり動物園を選びました。利点は、研究者がどの動物がどこにいるかを正確に知っていたことです。 「動物園をモデルとして使用すると、たとえばトラの記録された DNA を正確に割り当てることができます」とクレア氏は説明します。
DNAは空中に漂っている
両研究グループは、近くの動物園でさまざまな場所からサンプルを収集して研究を実施しました。使用する方法は若干異なりますが、最終的には空気を吸い込んでフィルター材に吹き付けるという同じ原理に基づいています。呼気、唾液、毛皮、糞便などのさまざまな生物源からの遺伝物質も付着します。 「空中に飛び出す可能性があり、浮くほど小さいものはすべて問題になります」と共著者であるコペンハーゲン大学のクリスティーナ・リングガード氏は言う。 「空気濾過後、DNA を抽出し、PCR 増幅を使用して動物の DNA のコピーを多数作成しました。この遺伝情報の配列を決定することで、それを DNA 参照データベースと比較して、それぞれの動物種を特定することができました」と Lynggaard 氏は説明します。
その結果により、2 つの科学者チームは、この手順が驚くほど生産的な結果につながることを証明することができました。多くの動物園の動物と周囲の地域の一部の野生動物が実際に空中から検出できるということです。クレアのチームは、イギリスのハマートン動物園で 25 種の哺乳類と鳥類の DNA と、野生のハリネズミの遺伝物質を特定しました。ボーマンの研究者らは、コペンハーゲン動物園の哺乳類、鳥類、爬虫類、両生類、さらには魚類の合計 49 種の遺伝的痕跡を記録しました。これらには、オカピやアルマジロなどの動物園の動物が含まれており、熱帯温室の池にいるグッピーの遺伝物質さえも明らかに大気中に放出されていた。研究チームはまた、動物園の食用動物だけでなく、リス、ドブネズミ、ハツカネズミなどの地元に生息する動物の痕跡も発見した。
生物多様性研究の可能性
検出された種の範囲が広いことから、空気からの eDNA は野生の陸上動物種の検出と監視に適していることが示されている、と両研究チームは結論づけています。彼らの報告によると、彼らは研究を終えるまでお互いの仕事について何も知りませんでした。ようやく連絡が取れたとき、彼らは実験と結果が並行して行われたことに興奮しました。クレア氏とボーマン氏は、これはこの技術が持つ可能性を示しているという点で同意した。そこで 2 つのグループは、ジャーナル「Current Biology」に同時掲載するために原稿を提出することにしました。
彼らは現在、この概念が研究で確立されることを期待している。 「このアプローチは非侵襲的であるため、絶滅危惧種の監視には特に価値があります。 「空中から彼らの DNA の痕跡を文字通り拾うことができれば、彼らがその地域にいることを知るために彼らの姿が見える必要はありません」とクレアは言う。 「大気サンプルは陸上の生物モニタリングに革命をもたらし、動物群集の構成を追跡し、外来種の侵入を検出する新たな機会を開く可能性があります」と科学者は述べた。
出典: Cell Press、ヨーク大学、専門記事: Current Biology、doi: 10.1016/j.cub.2021.11.064 および 10.1016/j.cub.2021.12.014
