Biblioteka barkodów DNA europejskich motyli
Dokładne poznanie wzorców globalnej bioróżnorodności jest kluczowe dla zrozumienia największych problemów naukowych w tym zakresie, w tym czynników wpływających na tempo specjacji. W ramach finansowanego przez UE projektu EUGENMAP sprawdzono, czy barkody DNA mogą dostarczyć ogólnych informacji o wzorcach bioróżnorodności. Barkoding DNA to wydajna, oparta na krótkich odcinkach genomu (nazywanych barkodami) metoda taksonomiczna do klasyfikacji gatunków. Jako system modelowy zespół EUGENMAP wykorzystał motyle – najobszerniej zbadaną grupę bezkręgowców na świecie. Aby stworzyć obszerną bibliotekę referencyjną barkodów DNA europejskich motyli, badacze przeanalizowali potencjalne gatunki kryptyczne oraz przypadki zbyt drobiazgowego podziału taksonomicznego, w wyniku którego gatunki zostały rozdzielone na dwa lub więcej podgatunków. Podczas badania wpływu epok lodowcowych w czwartorzędzie na dynamikę dywersyfikacji gatunków motyli w Europie, Ameryce Północnej i Australii naukowcy posiłkowali się bibliotekami barkodów DNA rodzin motyli północnoamerykańskich i australijskich, jak również wynikami przeprowadzonych analiz porównawczych. Utworzona w ten sposób europejska biblioteka barkodów, obejmująca niemal 97% gatunków występujących w Europie, zawiera ponad 18 000 barkodów DNA. DNA prawie 30% przestudiowanych gatunków zawierało jednostki ewolucyjne, zaś niektóre gatunki wykazywały niezwykle głęboki podział wewnątrzgatunkowy, co wskazuje na obecność gatunków kryptycznych. Gatunki te zostały poddane dalszym badaniom z użyciem markerów jądrowych, liczby chromosomów oraz wyników analiz morfometrycznych i chemicznych. Zastosowane metody, wraz z technikami sekwencjonowania nowej generacji, pozwoliły udokumentować istnienie nowych gatunków europejskich motyli. Ponadto dzięki bibliotece barkodów DNA stworzono wysokiej rozdzielczości mapę różnorodności mitochondrialnego DNA u europejskich motyli. Mapa ta ma wiele potencjalnych zastosowań. Podsumowując, projekt EUGENMAP dostarczył ważnych informacji na temat czynników wpływających na poziom zróżnicowania geograficznego w obrębie pojedynczego gatunku. Co ważne, wykorzystana metoda barkodingu DNA stanowi ogromny postęp w zakresie badania bioróżnorodności w skali globalnej i może służyć jako metoda modelowa do badania innych grup taksonomicznych.
Słowa kluczowe
Barkod DNA, motyle, specjacja, bioróżnorodność, gatunki kryptyczne, EUGENMAP
