Narzędzia oparte na DNA wspomogą ochronę wybrzeży morskich
Około 60 % światowej ludności żyje na terenach przybrzeżnych bądź w ich pobliżu. W niektórych krajach, takich jak Australia, odsetek takich mieszkańców jest zbliżony do 85 %. Wiąże się to jednak z ogromnym obciążeniem morskich terenów przybrzeżnych. „Środowiska przybrzeżne są siedliskami wyjątkowych gatunków i pełną różne ważne funkcje”, zauważa Johan Pansu, koordynator projektu TEAM-Coast i wykładowca na Uniwersytecie w Montpellier we Francji. „Między innymi świadczą usługi ekosystemowe, takie jak oczyszczanie wody i sekwestracja dwutlenku węgla. Przykładem mogą być mokradła słone i namorzyny, które gromadzą ogromne ilości CO2 z atmosfery”. Tereny przybrzeżne mają także ważne znaczenie gospodarcze, jako że utrzymują rybołówstwo, a często także sektor turystyczny. „Mówiąc ogólnie, są to obszary, na których mieszka wielu ludzi i które dostarczają nam ważnych usług”, mówi Pansu. „Dlatego musimy znaleźć sposoby na ograniczenie naszego wpływu na nie”.
Monitorowanie różnorodności biologicznej mórz
Celem zespołu projektu TEAM-Coast, koordynowanego przez Francuskie Krajowe Centrum Badań Naukowych i realizowane przy wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, było opracowanie nowych metod oceny wpływu działalności człowieka na różnorodność biologiczną mórz. „Ocena konsekwencji naszych działań jest często trudna”, wyjaśnia Pansu. „Obserwacje często ograniczały się do niewielkiej liczby gatunków. Nasze badania skupiają się na rybach i skorupiakach, ale to tylko niewielka część ogółu organizmów zamieszkujących te tereny”. Problematyczne okazało się także holistyczne ujęcie różnych czynników wpływających na zanik bioróżnorodności. „Większość badań skupiających się na ocenie wpływu koncentruje się na jednym rodzaju zanieczyszczenia lub czynniku stresowym na raz, ignorując potencjalne interakcje i połączone skutki”, mówi Pansu. Zespół projektu TEAM-Coast postanowił rozwiązać te kwestie, wykorzystując w tym celu oparte na DNA narzędzia i modelowanie statystyczne. „Wszystkie organizmy żywe pozostawiają po sobie jakiś ślad w postaci DNA”, wyjaśnia Pansu. „Niczym technicy kryminalistyki zbieraliśmy próbki środowiskowe, w tym przypadku przede wszystkim próbki osadów i wody, a następnie izolowaliśmy z nich DNA”. Próbki zbierano w stanie Queensland w Australii, na terenie którego znajduje się Wielka Rafa Koralowa i który charakteryzuje się wyjątkową różnorodnością biologiczną środowiska morskiego. Następnie w laboratorium dokonano selekcji i sekwencjonowania fragmentów DNA, zwanych barkodami DNA, które pozwalają na identyfikację gatunków, oraz porównano je z istniejącymi danymi referencyjnymi. „Podejście to potencjalnie pozwala na charakterystykę różnorodności wszystkich form życia, od bakterii po zwierzęta, bez konieczności prowadzenia bezpośrednich badań lub skupiania się na wybranym gatunku”, dodaje Pansu. W drugiej części projektu zespół zastosował zgromadzone dane w modelach statystycznych. „Chcieliśmy mieć możliwość oceny wpływu różnych czynników stresowych, takich jak zanieczyszczenia i pestycydy, na różnorodność biologiczną”, tłumaczy Pansu. „Naszym celem jest opracowanie wzorca, który może być potem wykorzystywany w innych kontekstach środowiskowych”.
Mierzenie wpływu działalności człowieka
Głównym sukcesem zespołu projektu TEAM-Coast było potwierdzenie skuteczności opracowanej przez siebie metody opartej na DNA w mierzeniu wpływu działalności człowieka na bioróżnorodność. Technika ta pozwoliła Pansu i jego zespołowi scharakteryzować i zbadać praktycznie wszystkie gatunki zawarte w próbce – bakterie, rośliny, ryby, skorupiaki i inne organizmy – w kompleksowy, szybki i niedrogi sposób. „Mogliśmy następnie wykorzystać te dane do stworzenia modeli półpredykcyjnych”, dodaje. „Jesteśmy w stanie oszacować, jaki będzie wpływ na różnorodność biologiczną, jeśli przykładowo ograniczymy zanieczyszczenie pestycydami o połowę". Narzędzie to może zatem pomóc decydentom odpowiedzialnym za ochronę środowiska i organizacjom środowiskowym lepiej zrozumieć równowagę pomiędzy zdrowiem ekosystemu a działalnością człowieka, co pozwoli im podejmować bardziej świadome i zorientowane na środowisko decyzje. Rozwiązanie może być także wykorzystywane do monitorowania obszarów przybrzeżnych, co zagwarantuje dalszy rozwój tych ważnych – i wrażliwych – terenów.
Słowa kluczowe
TEAM-Coast, morski, bioróżnorodność, wybrzeże, węgiel, namorzyna, DNA
