Naukowcy znaleźli dowody na istnienie 187 rzędów taksonomicznych w 20 litrach wody pobranej w jednym z najtrudniejszych środowisk na Ziemi.
Zespół naukowców pod kierownictwem Wildlife Conservation Society (WCS) i Appalachian State University wykorzystał DNA środowiskowe (eDNA) do udokumentowania alpejskiej bioróżnorodności najwyższej góry na Ziemi, mierzącej 8849 metrów (29 032 stopy) szerokości Mount Everestu. Ta ważna praca jest częścią przełomowej wyprawy National Geographic i Rolex Perpetual Planet Everest Expedition z 2019 roku, największej w historii naukowej ekspedycji na Mount Everest.
Opisując swoje odkrycia w czasopiśmie iScience, zespół zebrał eDNA z próbek wody z dziesięciu stawów i strumieni na głębokości od 4500 metrów do 5500 metrów w ciągu czterech tygodni. Obszary te obejmują obszary pasów alpejskich, które znajdują się powyżej granicy lasu i zawierają szereg gatunków roślin kwitnących i krzewów, a także pasy eoliczne, które rozciągają się poza rośliny kwitnące i krzewy w górnym biegu rzeki w biosferze. Zidentyfikowali organizmy należące do 187 rzędów taksonomicznych w zaledwie 20 litrach wody, co stanowi 16,3%, czyli jedną szóstą, całkowitej liczby znanych rzędów w Drzewie Życia, drzewie genealogicznym bioróżnorodności Ziemi.
eDNA wyszukuje śladowe ilości materiału genetycznego pozostawionego przez organizmy żywe i dzikie, zapewniając tańszą, szybszą i bardziej kompleksową metodę poprawy możliwości badawczych w zakresie oceny bioróżnorodności w środowisku wodnym. Próbki pobierane są za pomocą szczelnego pojemnika zawierającego filtr zatrzymujący materiał genetyczny, który następnie jest analizowany w laboratorium z wykorzystaniem metabarkodingu DNA i innych technik sekwencjonowania. WCS wykorzystuje eDNA do odkrywania rzadkich i zagrożonych gatunków, od humbaków po żółwie miękkoskorupowe Swinhoe, jeden z najrzadszych gatunków na Ziemi.
Mapa cieplna odczytów sekwencji bakterii zidentyfikowanych i sklasyfikowanych w kolejności taksonomicznej przy użyciu SingleM i bazy danych Greengenes z każdej lokalizacji.
Chociaż badania Everestu koncentrowały się na identyfikacji rzędu, zespołowi udało się zidentyfikować wiele organizmów aż do poziomu rodzaju lub gatunku.
Na przykład, zespół zidentyfikował wrotki i niesporczaki – dwa maleńkie zwierzęta, które dobrze radzą sobie w najtrudniejszych i najbardziej ekstremalnych warunkach i są uważane za jedne z najbardziej odpornych zwierząt na Ziemi. Ponadto, odkryto tybetańskie kurczątko śnieżne, którego przedstawiciele żyją w Parku Narodowym Sagarmatha i ze zdumieniem odkryli gatunki takie jak psy domowe i kury, które reprezentują wpływ działalności człowieka na krajobraz.
Znaleźli również sosny, które można znaleźć jedynie na zboczach wzgórz oddalonych od miejsca, w którym pobrano próbki, co pokazuje, jak pyłki unoszone przez wiatr przemieszczają się wysoko do tych działów wodnych. Innym stworzeniem, które znaleźli w kilku miejscach, była jętka, dobrze znany wskaźnik zmian środowiskowych.
Inwentaryzacja eDNA pomoże w przyszłym biomonitoringu wysokich Himalajów i retrospektywnych badaniach molekularnych w celu oceny zmian zachodzących w czasie, w miarę jak ocieplenie klimatu, topnienie lodowców i działalność człowieka zmieniają ten szybko zmieniający się, znany na całym świecie ekosystem.
Dr Tracey Seimon z Programu Zdrowia Zwierząt WCS, współkierownik zespołu Everest Biofield i główny badacz, powiedział: „Występuje duża różnorodność biologiczna. Środowisko alpejskie, w tym Mount Everest, powinno być objęte ciągłym, długoterminowym monitoringiem bioróżnorodności alpejskiej, oprócz monitoringu bioklimatycznego i oceny wpływu zmian klimatu”.
Dr Marisa Lim z Wildlife Conservation Society powiedziała: „Wybraliśmy się na dach świata w poszukiwaniu życia. Oto, co znaleźliśmy. Jednak historia na tym się nie kończy. Pomóżmy w kształtowaniu przyszłych danych wywiadowczych”.
Dr Anton Simon, współdyrektor badań terenowych, badacz National Geographic i profesor nadzwyczajny na Appalachian State University, powiedział: „Sto lat temu, zapytany: »Po co jechać na Everest?«, brytyjski alpinista George Mallory odpowiedział: »Ponieważ tam jest«. Nasz zespół z 2019 roku miał zupełnie inne zdanie: pojechaliśmy na Mount Everest, ponieważ był pouczający i mógł nas czegoś nauczyć o świecie, w którym żyjemy”.
Autorzy mają nadzieję, że udostępniając ten zbiór danych typu open source społeczności naukowej, przyczynią się do trwających wysiłków zmierzających do zbudowania zasobów molekularnych umożliwiających badanie i śledzenie zmian bioróżnorodności w najwyższych górach Ziemi.
Cytowanie artykułu: Lim i in., Wykorzystanie DNA środowiskowego do oceny bioróżnorodności Drzewa Życia na południowej stronie Mount Everestu, iScience (2022) Marisa KV Lim, 1Anton Seimon, 2Batya Nightingale, 1Charles SI Xu, 3Stefan RP Holloy, 4Adam J. Solon, 5Nicholas B. Dragon, 5Steven K. Schmidt, 5Alex Tate, 6Sandra Alvin, 6Aurora K. Elmore,6,7 i Tracey A. Simon1,8,
1 Wildlife Conservation Society, Zoological Health Program, Bronx Zoo, Bronx, NY 10460, USA 2 Appalachian State University, Department of Geography and Planning, Boone, NC 28608, USA 3 McGill University, Redpath Department of Museums and Biology, Montreal, H3A 0G4, Kanada Q94 Department of Primary Industries, Wellington 6011, Nowa Zelandia 5 University of Colorado, Department of Ecology and Evolutionary Biology, Boulder, CO 80309, USA 6 National Geographic Society, Washington, DC, 20036, USA Q107 National Oceanic and Atmospheric Administration, Silver-Spring, MD 20910, USA 8 Lead Contact* Communications
Misja: WCS ratuje dziką przyrodę i zwierzęta na całym świecie poprzez naukę, działania na rzecz ochrony przyrody, edukację i inspirowanie ludzi do doceniania natury. Aby realizować swoją misję, WCS ma siedzibę w Bronx Zoo, wykorzystując w pełni potencjał swojego globalnego programu ochrony przyrody, który co roku odwiedzają 4 miliony osób z prawie 60 krajów i wszystkich oceanów świata, a także pięć parków dzikiej przyrody w Nowym Jorku. WCS łączy swoją wiedzę specjalistyczną z zakresu ogrodów zoologicznych i akwariów, aby realizować swoją misję ochrony przyrody. Odwiedź: newsroom.wcs.org Obserwuj: @WCSNewsroom. Więcej informacji: 347-840-1242. Posłuchaj podcastu WCS Wild Audio tutaj.
Jako czołowa uczelnia publiczna na południowym wschodzie, Appalachian State University przygotowuje studentów do życia pełnego satysfakcji jako obywatele świata, którzy rozumieją i biorą odpowiedzialność za tworzenie zrównoważonej przyszłości dla wszystkich. Doświadczenie Appalachów sprzyja inkluzywności, łącząc ludzi w inspirujący sposób, aby zdobywać i tworzyć wiedzę, rozwijać się holistycznie, działać z pasją i determinacją oraz akceptować różnorodność i odmienność. Appalachy, położone w Górach Błękitnych, to jeden z 17 kampusów Uniwersytetu Karoliny Północnej. Z prawie 21 000 studentów, Appalachian University charakteryzuje się niskim stosunkiem liczby studentów do liczby wykładowców i oferuje ponad 150 programów studiów licencjackich i magisterskich.
Partnerstwo National Geographic z firmą Rolex wspiera wyprawy mające na celu eksplorację najbardziej newralgicznych miejsc na Ziemi. Wykorzystując światowej sławy wiedzę naukową i najnowocześniejszą technologię, aby odkrywać nowe informacje na temat systemów kluczowych dla życia na Ziemi, te wyprawy pomagają naukowcom, decydentom i lokalnym społecznościom planować i znajdować rozwiązania dotyczące klimatu i jego skutków. Środowisko się zmienia, opowiadając o cudach naszego świata poprzez poruszające historie.
Od prawie wieku Rolex wspiera pionierskich odkrywców, którzy dążą do przekraczania granic ludzkich możliwości. Firma przeszła od wspierania badań naukowych na rzecz odkryć do ochrony planety, podejmując długoterminowe zobowiązanie do wspierania osób i organizacji wykorzystujących naukę do zrozumienia i opracowania rozwiązań współczesnych problemów środowiskowych.
Zaangażowanie to zostało wzmocnione wraz z uruchomieniem programu Forever Planet w 2019 r., który początkowo koncentrował się na osobach, które przyczyniają się do poprawy świata poprzez nagrody Rolex Awards for Enterprise, chronią oceany poprzez partnerstwo z Mission Blue i sprawiają, że zmiana klimatu staje się rzeczywistością. rozumiane jako część współpracy z National Geographic Society.
Rozszerzone portfolio innych partnerstw przyjętych w ramach inicjatywy Perpetual Planet obejmuje teraz: wyprawy polarne, które poszerzają granice podwodnej eksploracji; fundację One Ocean Foundation i Menkab chroniące bioróżnorodność waleni w Morzu Śródziemnym; wyprawę Xunaan-Ha badającą jakość wody w Jukatanie w Meksyku; WIELKĄ wyprawę na Arktykę w 2023 r. w celu zebrania danych na temat zagrożeń w Arktyce; inicjatywę Hearts In The Ice, również mającą na celu zebranie informacji na temat zmian klimatycznych w Arktyce; a także inicjatywę Monaco Blue Initiative, skupiającą ekspertów w zakresie rozwiązań na rzecz ochrony środowiska morskiego.
Rolex wspiera również organizacje i inicjatywy, które kształcą nowe pokolenia odkrywców, naukowców i obrońców środowiska, poprzez stypendia i granty, takie jak World Underwater Scholarship Association i Rolex Explorers Club Grant.
National Geographic Society to globalna organizacja non-profit, która wykorzystuje siłę nauki, badań, edukacji i opowieści, aby oświetlać i chronić cuda naszego świata. Od 1888 roku National Geographic poszerza granice badań, inwestując w śmiałe talenty i przełomowe pomysły, przyznając ponad 15 000 stypendiów na zatrudnienie na siedmiu kontynentach, docierając do 3 milionów studentów rocznie z ofertą edukacyjną i zdobywając uwagę na całym świecie dzięki autografom, historiom i treściom. Aby dowiedzieć się więcej, odwiedź stronę www.nationalgeographic.org lub obserwuj nas na Instagramie, Twitterze i Facebooku.
Misja: WCS ratuje dziką przyrodę i zwierzęta na całym świecie poprzez naukę, działania na rzecz ochrony przyrody, edukację i inspirowanie ludzi do doceniania natury. Z siedzibą w Bronx Zoo, WCS w pełni wykorzystuje potencjał swojego globalnego programu ochrony przyrody, aby realizować swoją misję. Rocznie odwiedzają ją 4 miliony turystów z prawie 60 krajów i wszystkich oceanów świata, a także pięć parków dzikiej przyrody w Nowym Jorku. WCS łączy swoją wiedzę specjalistyczną z zakresu ogrodów zoologicznych i akwariów, aby realizować swoją misję ochrony przyrody. Odwiedź newsroom.wcs.org. Subskrybuj: @WCSNewsroom. Dodatkowe informacje: +1 (347) 840-1242.
Współzałożyciel SpaceRef, członek Explorers Club, były pracownik NASA, członek zespołu gościnnego, dziennikarz, kosmonauta i astrobiolog, nieudany wspinacz.
Czas publikacji: 10 września 2022 r.