葉を綿棒で拭いて種を見つけます。 または、eDNA のおかげで 50 歳

2022年6月にウガンダのキバレ国立公園で葉を拭き取る実験に着手したときのこと、クリスティーナ・リングガード、ヤン・ゴガルテン、パトリック・オメジャはほとんど期待していなかった。

このアイデアは、空気中から収集された DNA サンプルを利用した生物多様性モニタリングにおけるリングガード氏の以前の研究から生まれました。 ドイツのヘルムホルツ・ワン・ヘルス研究所とコペンハーゲン大学グローバル研究所の科学者リングガード氏は、「動物のDNAが私たちの周囲の空気中に漂っている場合、おそらくそれは定着して粘着性のある表面に付着するでしょう」とモンガベイに語った。 「葉の上の空気から沈降した DNA を簡単に収集できるでしょうか?」

しかし、熱帯雨林は過酷で湿気の多い環境です。 そこでは DNA が急速に劣化する可能性があると想定し、チームは大きな期待を抱いていませんでした。

結果が出て彼らが「びっくり」するまでは。

研究者らは、哺乳類、鳥類、齧歯動物を含む50種の動物を特定したが、これらはすべて1時間強、正確には72分間葉を拭いただけで検出されたものだった。 ジャーナル「Current Biology」に8月に掲載された研究で、研究チームは、陸上環境でのDNAサンプリングの迅速かつ費用対効果の高い技術について説明しました。

「必要なのは、綿棒と、DNAを固定するための液体が入った採取チューブが付いた手袋だけです。 それと葉っぱを拭くのに3分です」と、ドイツのグライフスヴァルト大学のヘルムホルツ研究所および応用動物学および自然保護研究グループの共著者であるゴーガルテン氏は、電子メールのインタビューでモンガベイ氏に語った。

環境 DNA (eDNA) は、動物が毛髪、排泄物、毛皮、唾液を介して残した遺伝物質です。 ここしばらく、科学者たちは、海、川、大気、森林、さらには世界最高峰を含むさまざまな生態系に生息する生物多様性を理解するために、eDNA を収集、テスト、分析してきました。 この方法は、広い範囲を調査できることと非侵襲的な性質のおかげで、近年ますます人気が高まっています。 eDNAへの関心の高まりは、水サンプルを収集するドローンから落ち葉や土壌を収集するロボット探査機に至るまで、サンプリング技術の革新にも拍車をかけている。

しかし、環境 DNA 検査は、他の生態系よりも一部の生態系を調査するために多く使用されてきました。 「水生システムに関しては、eDNA は明らかに保全生物学者や漁業管理者のツールキットに加わりました」とゴーガーテン氏は述べた。 「人々は単純に大量の水を濾過し、動物の DNA を探します。 このアプローチは、非常に困難な調査手法に取って代わりました。」

ただし、地上環境ではもう少し複雑になります。 ゴーガルテン氏によると、陸生動物と接触した無脊椎動物は、土壌や空気のサンプルと同様に、信頼できるeDNA源であることが証明されているという。 しかし、これらのサンプリング方法は研究者や野生動物管理者によってまだ広く採用されていません。

「これは、無脊椎動物、土壌、大気サンプルなどのソースからの eDNA の収集には時間がかかり、かなりの設備と訓練が必要であることが部分的に原因です」と彼は述べた。 「処理には非常に時間がかかるため、水サンプルを使用して頻繁に見られる大量のサンプルは除外されています。」

研究チームが葉を綿棒で拭き取って DNA を収集する可能性をテストすることに着手したのは、この状況に基づいている。

実験の一環として、研究チームは24本の綿棒を使用して、チンパンジーや他の霊長類で最もよく知られるキバレの3つの場所からサンプルを採取した。 種の多様性をさらに高めるために、彼らは頭上の植物だけでなく、地面に近い植物からもサンプルを収集しました。

「サンプル採取は非常に簡単でした。手袋をはめて綿棒の包みを解き、DNAを保存する溶液に浸し、3分間できる限りすべての葉を拭き取りました」と研究共著者の上級研究員パトリック・オメジャ氏は述べた。とカンパラのマケレレ大学のフィールドディレクターはモンガベイの電子メールインタビューで語った。 「ゾウが現場に到着したため、すぐにその地域から離れなければならない場合でも、荷物をまとめて運ぶための装備や重いバッテリーが必要ないので、これも利点です。」