DNA ze śladów śniegu: nowy sposób monitorowania niedźwiedzi polarnych

Niedźwiedzie polarne to ikony Arktyki, nieuchwytne i wrażliwe. Szczegółowe monitorowanie ich populacji ma kluczowe znaczenie dla ich ochrony, ale ponieważ niedźwiedzie polarne są tak trudne do znalezienia, brakuje nam ważnych danych na temat wielkości populacji i bliskości tych populacji. Naukowcy opracowali teraz nowe narzędzie, które może w tym pomóc: analizę DNA z wykorzystaniem komórek skóry zrzuconych ze śladów niedźwiedzi na śniegu.

„Znalezienie niedźwiedzi polarnych w Arktyce, a co dopiero ich policzenie i zrozumienie, jak radzą sobie ze zmianami klimatycznymi, jest trudne, kosztowne i czasochłonne” – stwierdziła dr Melanie Lancaster z Globalnego Programu Arktycznego WWF. jest głównym autorem badania opublikowanego w czasopiśmie Frontiers in Conservation Science.

Każdy kontakt pozostawia ślad

Inspiracją dla naukowców były techniki kryminalistyczne, które można zastosować do małych próbek rozłożonego DNA. Dzięki tym technikom nie jest konieczne fizyczne chwytanie niedźwiedzi, co może być stresujące i niebezpieczne zarówno dla niedźwiedzi, jak i ludzi, a także budzi obawy niektórych lokalnych społeczności tubylczych. Alternatywnie naukowcy mogą szukać źródeł przejściowo wyciekającego DNA, a mianowicie DNA środowiska.

„Wielu Eskimosów wyraża obawy dotyczące inwazyjnych metod badawczych” – stwierdziła Elizabeth Krueger z World Wildlife Fund, autorka artykułu. „Ludzie niepokoją się bezpieczeństwem pojedynczego niedźwiedzia polarnego oraz zdrowiem i bezpieczeństwem ludzi, którzy mogą go później odłowić. To jeden z powodów, dla których tak bardzo ekscytują nas nowe metody, takie jak ta — osoba pobierająca próbkę nigdy nie musi nawet zobaczyć lub zobaczyć niedźwiedzia polarnego.”

Powszechną formą DNA środowiska jest osadzanie się podczas wypróżniania się zwierząt. Jednakże jakość DNA nie zawsze jest wystarczająco dobra, aby przeprowadzić analizę na poziomie indywidualnym niezbędną do konserwacji. Ponadto w przypadku zwierząt terytorialnych, takich jak dwa pozostałe badane przez naukowców gatunki – rysie i lamparty śnieżne – pobieranie próbek kału może wpływać na zachowanie zwierząt. Naukowcy zajęli się więc komórkami skóry w śnieżnych śladach.

„Zwykle ścieżki zawierają nowe komórki, a DNA pozostaje nienaruszone ze względu na temperaturę przechowywania w niskiej temperaturze. DNA przechodzące przez jelita jest bardziej zdegradowane, a zatem trudniejsze w obróbce” – stwierdziła dr Michaela Hellström z MIX Research Switzerland AB. , główny autor.

Idą w ich ślady

Naukowcy zebrali śnieg z pojedynczych śladów pozostawionych przez niedźwiedzie polarne z Alaski i rysie szwedzkie na wolności i w niewoli. Zbierali także śnieg ze śladów pozostawionych przez trzymaną w niewoli lamparta śnieżnego. Pobrano próbki dodatkowych materiałów, takich jak włosy, ślina i śluz, co potwierdziło, że ślady zapewniły dokładne wzorce genetyczne.

Pobrano próbki z 24 śladów dzikiego niedźwiedzia polarnego i 44 śladów rysia. Naukowcy stopili i przefiltrowali lód, aby zebrać DNA środowiska, a następnie przeanalizowali mikrosatelity. Chociaż stężenia DNA pobranego ze śladów pobranych na wolności były bardzo niskie, DNA jądrowy można było odzyskać z 87,5% śladów dzikiego niedźwiedzia polarnego i 59,1% śladów rysia rudego. Można było genotypować 13 próbek dzikiego niedźwiedzia polarnego, co umożliwiło identyfikację 12 różnych osobników.

Tylko 11% śladów rysia rudego można sklasyfikować genetycznie, ale kiedy naukowcy przyjrzeli się tylko śladom pobranym przez przeszkolone osoby, odsetek ten dramatycznie wzrósł. Udało im się odzyskać jądrowy DNA z 76% próbek pobranych przez przeszkolony personel oraz z genotypu 24% pobranych próbek.

Zbliżają się łapy

Technologia ta ma ogromny potencjał w zakresie wspierania ochrony tych zwierząt, lepszego zrozumienia ich populacji i zachowań oraz zarządzania konfliktami z ludźmi poprzez dokładną identyfikację zwierząt. Chociaż nieinwazyjne pobieranie próbek ma niższy wskaźnik powodzenia, łatwość pobierania oznacza, że ​​wielkość próbek można znacznie zwiększyć.

„Mamy nadzieję, że społeczność badawcza niedźwiedzi polarnych przyjmie tę metodę, przy udziale myśliwych, wolontariuszy i społeczności tubylczych, jako nowy sposób gromadzenia informacji o niedźwiedziach polarnych” – powiedział Lancaster. „Mamy również nadzieję, że tę metodę można rozszerzyć na inne zwierzęta żyjące w śnieżnych środowiskach – na początek wykazaliśmy, że jest skuteczna w przypadku rysi i lampartów śnieżnych”.