Environmentální DNA – nástroj pro monitoring minulé a současné biodiverzity z hlediska ochrany přírody

Verze PDF
Neustálý pokles biodiverzity Země je pro 21. století velkým problémem z hlediska nedostatku znalostí o stavu a distribuci biodiverzity – zejména proto, že většina druhů na Zemi ještě nebyla popsána. Veškeré snahy o zachování biodiverzity závisí na monitoringu druhů a populací za účelem zisku spolehlivých distribučních vzorců a odhadů velikosti populace. Takový monitoring se dříve spoléhal na fyzickou identifikaci druhů prosřednictvím sledování jedinců a jejich počítáním. Nicméně, takové techniky jsou problematické kvůli problémům spojeným s identifikací kryptických druhů nebo juvenilních životních stádií, také z důvodu neustálého úpadku odbornosti v oblasti taxonomie, nestandardizovaného vzorkování a invazivní povahy některých průzkumných technik. Proto je třeba pátrat po alternativních a efektivních technikách sloužích k rozsáhlému monitoring biodiverzity.
Environmentální DNA (eDNA), genetický materiál získaný přímo ze životního prostředí (půda, sediment, voda atd.) bez zjevných známek biologického materiálu jakožto zdroje, je efektivní, neinvazivním a snadno standardizovaným vzorkovacím přístupem. Ve spojení s citlivou, nákladově efektivní a neustále se rozvíjející technologií sekvenování DNA, může být vhodným kandidátem pro využití v monitoringu biodiverzity. Environmentální DNA byla získána jak ze starodávných, tak i z novodobých vzorků a zahrnuje detekci jednotlivých druhů pro analýzu ekosystémů. Jako metoda posouzení divezity makroorganismálních společenstev (zvířat, rostlin a hub) byla eDNA analyzována nejprve v sedimentech obsahujících DNA vyhynulých i stále žijících savců, ptáků a rostlin, od té doby byla získána z různých terestrických a vodních vzorků.
 
Využitelné výstupy: 

 

Výzkum eDNA poskytl cenné poznatky do studia starodávného prostředí a prokázal její užitečnost pro monitoring současné biodiverzity v terestrických a vodních ekosystémech. Do budoucna se očekává posun přístupů založených na eDNA od zkoumání druhů nebo společenstev prostřednictvím analýzy jednotlivých markerů k metagenomickým průzkumům celých ekosystémů za účelem predikce prostorových a časových vzorců biodiverzity. Před posunem od základního výzkumu environmentální DNA až po její uplatnění jakožto nástroje pro monitoring biodiverzity z hlediska ochrany přírody je ještě třeba důkladněji prozkoumat několik aspektů. Budoucí výzkum by se měl tedy zaměřit na:

1) Časovou a prostorovou distribuci eDNA v různých habitatech, což poskytuje informace o tom, jaká část biodiverzity je v prostoru a čase monitorována.

2) Přesnější vazby mezi koncentrací eDNA a druhovou početností.

3) Přesné zdroje eDNA, ať už pocházejí z odumřelých epitelových buněk, střevních buněk, výkalů, moči atd., které se mohou lišit v závislosti na životním stádiu daného organismu a mohly by tedy výrazně ovlivnit odhady početnosti.

4) Fyziochemické faktory ovlivňující dostupnost eDNA a její degradaci, jako je například teplota, pH a salinita.

Grafické přílohy: 
Environmentální DNA – nástroj pro monitoring minulé a současné biodiverzity z hlediska ochrany přírody
Zdroj: 
Philip Francis Thomsen, Eske Willerslev (2015) Environmental DNA – An emerging tool in conservation for monitoring past and present biodiversity, Biological Conservation, Volume 183, 2015, Pages 4-18, ISSN 0006-3207, https://doi.org/10.1016/j.biocon.2014.11.019.
Zadal: 
Alena Peltanová (překlad Adéla Boušková)
EEA Grants ČEPS EEA Grants Investice do rozvoje vzdělávání
Podpořeno grantem z Islandu, Lichtenštejnska a Norska. Supported by grant from Iceland, Liechtenstein and Norway.