Các nhà khoa học đã tìm thấy bằng chứng về 187 bộ phân loại sinh vật trong 20 lít nước được thu thập từ một trong những môi trường khắc nghiệt nhất trên Trái đất.
Một nhóm các nhà khoa học do Hiệp hội Bảo tồn Động vật Hoang dã (WCS) và Đại học Bang Appalachian dẫn đầu đã sử dụng ADN môi trường (eDNA) để ghi lại sự đa dạng sinh học vùng núi cao của ngọn núi cao nhất trên Trái đất, đỉnh Everest cao 8.849 mét. Công trình quan trọng này là một phần của chuyến thám hiểm Everest Perpetual Planet năm 2019 đột phá do National Geographic và Rolex tài trợ, chuyến thám hiểm khoa học Everest lớn nhất từ trước đến nay.
Trong bài viết công bố trên tạp chí iScience, nhóm nghiên cứu đã thu thập eDNA từ các mẫu nước ở mười ao và suối có độ sâu từ 4.500 mét đến 5.500 mét trong vòng bốn tuần. Các địa điểm này bao gồm các khu vực vành đai núi cao nằm trên đường ranh giới cây cối, chứa nhiều loài thực vật có hoa và cây bụi, cũng như các vành đai gió kéo dài vượt ra ngoài phạm vi thực vật có hoa và cây bụi ở thượng nguồn trong sinh quyển. Họ đã xác định được các sinh vật thuộc 187 bộ phân loại chỉ từ 20 lít nước, tương đương với 16,3%, hay một phần sáu, tổng số bộ đã biết trong Cây Sự Sống, cây phả hệ của đa dạng sinh học Trái đất.
eDNA tìm kiếm lượng vật chất di truyền vết tích còn sót lại từ các sinh vật và động vật hoang dã, cung cấp phương pháp tiết kiệm chi phí hơn, nhanh hơn và toàn diện hơn để nâng cao khả năng nghiên cứu đánh giá đa dạng sinh học trong môi trường thủy sinh. Các mẫu được thu thập bằng cách sử dụng một hộp kín có chứa bộ lọc giữ lại vật chất di truyền, sau đó được phân tích trong phòng thí nghiệm bằng phương pháp giải trình tự DNA metabarcoding và các kỹ thuật giải trình tự khác. WCS sử dụng eDNA để phát hiện các loài quý hiếm và có nguy cơ tuyệt chủng, từ cá voi lưng gù đến rùa mai mềm Swinhoe, một trong những loài hiếm nhất trên Trái đất.
Bản đồ nhiệt thể hiện trình tự đọc của vi khuẩn được xác định và phân loại theo thứ tự phân loại học bằng cách sử dụng SingleM và cơ sở dữ liệu Greengenes từ mỗi địa điểm.
Mặc dù nghiên cứu của Everest tập trung vào việc xác định ở cấp bộ, nhóm nghiên cứu vẫn có thể xác định được nhiều sinh vật đến cấp chi hoặc loài.
Ví dụ, nhóm nghiên cứu đã xác định được luân trùng và gấu nước, hai loài động vật nhỏ bé được biết đến là có khả năng sinh tồn trong một số môi trường khắc nghiệt nhất và được coi là một trong những loài động vật có sức sống mãnh liệt nhất trên Trái đất. Ngoài ra, họ còn phát hiện ra gà tuyết Tây Tạng ở Vườn quốc gia Sagarmatha và rất ngạc nhiên khi tìm thấy các loài như chó nhà và gà, những loài thể hiện tác động của hoạt động con người lên cảnh quan.
Họ cũng tìm thấy những cây thông chỉ có thể tìm thấy trên sườn đồi rất xa nơi họ lấy mẫu, cho thấy phấn hoa do gió thổi có thể di chuyển lên cao vào các lưu vực sông này. Một sinh vật khác mà họ tìm thấy ở nhiều nơi là loài chuồn chuồn kim, một chỉ thị nổi tiếng về sự thay đổi môi trường.
Việc lập danh mục eDNA sẽ giúp ích cho việc giám sát sinh học trong tương lai ở vùng Himalaya cao và các nghiên cứu phân tử hồi cứu để đánh giá những thay đổi theo thời gian khi sự nóng lên toàn cầu do biến đổi khí hậu, sự tan chảy của sông băng và tác động của con người làm thay đổi hệ sinh thái nổi tiếng thế giới đang biến đổi nhanh chóng này.
Tiến sĩ Tracey Seimon thuộc Chương trình Sức khỏe Động vật của WCS, đồng trưởng nhóm nghiên cứu Everest Biofield và là nhà nghiên cứu chính, cho biết: “Nơi đây có rất nhiều đa dạng sinh học. Môi trường vùng núi cao, bao gồm cả đỉnh Everest, cần được xem xét để theo dõi liên tục và lâu dài về đa dạng sinh học vùng núi cao, bên cạnh việc theo dõi khí hậu sinh học và đánh giá tác động của biến đổi khí hậu.”
Tiến sĩ Marisa Lim thuộc Hiệp hội Bảo tồn Động vật hoang dã cho biết: “Chúng tôi đã đến nóc nhà của thế giới để tìm kiếm sự sống. Đây là những gì chúng tôi tìm thấy. Tuy nhiên, câu chuyện không kết thúc ở đó. Những phát hiện này sẽ giúp cung cấp thông tin cho các nghiên cứu trong tương lai.”
Tiến sĩ Anton Simon, đồng giám đốc nghiên cứu thực địa, nhà nghiên cứu của National Geographic và Phó Giáo sư tại Đại học Appalachian State, cho biết: “Một thế kỷ trước, khi được hỏi, 'Tại sao phải leo Everest?', nhà leo núi người Anh George Mallory đã trả lời, 'Vì nó ở đó'. Nhóm của chúng tôi năm 2019 lại có quan điểm rất khác: chúng tôi leo núi Everest vì nó mang lại nhiều thông tin bổ ích và có thể dạy chúng tôi về thế giới mà chúng ta đang sống.”
Bằng cách cung cấp bộ dữ liệu mã nguồn mở này cho cộng đồng nghiên cứu, các tác giả hy vọng sẽ đóng góp vào nỗ lực đang diễn ra nhằm xây dựng các nguồn tài nguyên phân tử để nghiên cứu và theo dõi những thay đổi về đa dạng sinh học ở những vùng núi cao nhất trên Trái đất.
Trích dẫn bài báo: Lim et al., Sử dụng DNA môi trường để đánh giá đa dạng sinh học của Cây Sự sống ở phía nam đỉnh Everest, 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 và Tracey A. Simon1,8,
1 Hiệp hội Bảo tồn Động vật Hoang dã, Chương trình Sức khỏe Động vật học, Vườn thú Bronx, Bronx, NY 10460, Hoa Kỳ 2 Đại học Bang Appalachian, Khoa Địa lý và Quy hoạch, Boone, NC 28608, Hoa Kỳ 3 Đại học McGill, Khoa Bảo tàng và Sinh học Redpath, Montreal, H3A 0G4, Canada 4 Bộ Công nghiệp Cơ bản, Wellington 6011, New Zealand 5 Đại học Colorado, Khoa Sinh thái học và Sinh học Tiến hóa, Boulder, CO 80309, Hoa Kỳ 6 Hiệp hội Địa lý Quốc gia, Washington, DC, 20036, Hoa Kỳ 7 Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia, Silver-Spring, MD 20910, Hoa Kỳ 8 Liên hệ chính* Bộ phận Truyền thông
Sứ mệnh: WCS cứu giúp động vật hoang dã trên toàn thế giới thông qua khoa học, các nỗ lực bảo tồn, giáo dục và truyền cảm hứng cho mọi người trân trọng thiên nhiên. Để hoàn thành sứ mệnh của mình, WCS đặt trụ sở tại Vườn thú Bronx, sử dụng toàn bộ sức mạnh của chương trình bảo tồn toàn cầu, thu hút 4 triệu lượt khách tham quan mỗi năm tại gần 60 quốc gia và tất cả các đại dương trên thế giới, cũng như năm công viên động vật hoang dã ở New York. WCS kết hợp chuyên môn của mình tại các vườn thú và thủy cung để đạt được sứ mệnh bảo tồn. Truy cập: newsroom.wcs.org Theo dõi: @WCSNewsroom. Để biết thêm thông tin: 347-840-1242. Nghe podcast WCS Wild Audio tại đây.
Là một trong những cơ sở giáo dục công lập hàng đầu ở khu vực Đông Nam Hoa Kỳ, Đại học Appalachian State chuẩn bị cho sinh viên sống một cuộc sống trọn vẹn với tư cách là những công dân toàn cầu, hiểu biết và có trách nhiệm tạo ra một tương lai bền vững cho tất cả mọi người. Trải nghiệm tại Appalachian nuôi dưỡng tinh thần hòa nhập bằng cách gắn kết mọi người theo những cách đầy cảm hứng để tiếp thu và tạo ra kiến thức, phát triển toàn diện, hành động với niềm đam mê và quyết tâm, đồng thời trân trọng sự đa dạng và khác biệt. Nằm trong dãy núi Blue Ridge, Appalachian State là một trong 17 cơ sở thuộc hệ thống Đại học Bắc Carolina. Với gần 21.000 sinh viên, Đại học Appalachian có tỷ lệ sinh viên-giảng viên thấp và cung cấp hơn 150 chương trình đại học và sau đại học.
Sự hợp tác giữa National Geographic và Rolex hỗ trợ các chuyến thám hiểm khám phá những địa điểm quan trọng nhất trên Trái đất. Sử dụng chuyên môn khoa học hàng đầu thế giới và công nghệ tiên tiến để khám phá những hiểu biết mới về các hệ thống thiết yếu cho sự sống trên Trái đất, những chuyến thám hiểm này giúp các nhà khoa học, nhà hoạch định chính sách và cộng đồng địa phương lập kế hoạch và tìm ra giải pháp cho biến đổi khí hậu và tác động của biến đổi khí hậu. Môi trường đang thay đổi, và những kỳ quan của thế giới chúng ta được kể lại thông qua những câu chuyện đầy sức mạnh.
Trong gần một thế kỷ, Rolex đã hỗ trợ những nhà thám hiểm tiên phong, những người luôn tìm cách vượt qua giới hạn khả năng của con người. Công ty đã chuyển từ việc ủng hộ nghiên cứu để khám phá sang bảo vệ hành tinh bằng cách cam kết lâu dài hỗ trợ các cá nhân và tổ chức sử dụng khoa học để hiểu và phát triển các giải pháp cho các vấn đề môi trường hiện nay.
Sự gắn kết này được củng cố thêm với việc ra mắt Forever Planet vào năm 2019, ban đầu tập trung vào những người đóng góp cho một thế giới tốt đẹp hơn thông qua Giải thưởng Rolex dành cho Doanh nghiệp, bảo vệ đại dương thông qua quan hệ đối tác với Mission Blue, và biến biến đổi khí hậu thành hiện thực. Điều này được hiểu như một phần trong mối quan hệ của họ với Hiệp hội Địa lý Quốc gia.
Danh mục các quan hệ đối tác mở rộng khác được thông qua theo sáng kiến Hành tinh Vĩnh cửu hiện bao gồm: các chuyến thám hiểm vùng cực nhằm vượt qua giới hạn của việc khám phá dưới nước; Tổ chức One Ocean Foundation và Menkab bảo vệ đa dạng sinh học cá voi ở Địa Trung Hải; Chuyến thám hiểm Xunaan-Ha hé lộ chất lượng nước ở Yucatan, Mexico; chuyến thám hiểm BIG đến Bắc Cực vào năm 2023 để thu thập dữ liệu về các mối đe dọa ở Bắc Cực; dự án Hearts In The Ice, cũng nhằm thu thập thông tin về biến đổi khí hậu ở Bắc Cực; và Sáng kiến Xanh Monaco, tập hợp các chuyên gia về các giải pháp bảo tồn biển.
Rolex cũng hỗ trợ các tổ chức và sáng kiến nuôi dưỡng thế hệ nhà thám hiểm, nhà khoa học và nhà bảo tồn tương lai thông qua các học bổng và tài trợ như Hiệp hội Học bổng Dưới nước Thế giới và Quỹ Tài trợ Câu lạc bộ Nhà thám hiểm Rolex.
Hiệp hội Địa lý Quốc gia là một tổ chức phi lợi nhuận toàn cầu sử dụng sức mạnh của khoa học, nghiên cứu, giáo dục và kể chuyện để làm sáng tỏ và bảo vệ những kỳ quan của thế giới chúng ta. Từ năm 1888, National Geographic đã không ngừng mở rộng phạm vi nghiên cứu, đầu tư vào những tài năng xuất chúng và những ý tưởng đột phá, cung cấp hơn 15.000 suất học bổng việc làm trên bảy châu lục, tiếp cận 3 triệu học sinh mỗi năm với các chương trình giáo dục và thu hút sự chú ý trên toàn thế giới thông qua chữ ký, câu chuyện và nội dung. Để tìm hiểu thêm, hãy truy cập www.nationalgeographic.org hoặc theo dõi chúng tôi trên Instagram, Twitter và Facebook.
Sứ mệnh: WCS cứu động vật hoang dã trên toàn thế giới thông qua khoa học, các nỗ lực bảo tồn, giáo dục và truyền cảm hứng cho mọi người trân trọng thiên nhiên. Có trụ sở tại Vườn thú Bronx, WCS sử dụng toàn bộ sức mạnh của chương trình bảo tồn toàn cầu để hoàn thành sứ mệnh của mình, với 4 triệu lượt khách tham quan hàng năm tại gần 60 quốc gia và tất cả các đại dương trên thế giới, cũng như năm công viên động vật hoang dã ở thành phố New York. WCS kết hợp chuyên môn của mình trong các vườn thú và thủy cung để đạt được sứ mệnh bảo tồn. Truy cập newsroom.wcs.org. Đăng ký: @WCSNewsroom. Thông tin bổ sung: +1 (347) 840-1242.
Đồng sáng lập SpaceRef, thành viên Câu lạc bộ Nhà thám hiểm, cựu nhân viên NASA, thành viên nhóm khách mời, nhà báo, nhà nghiên cứu vũ trụ và sinh vật học vũ trụ, người leo núi thất bại.
Thời gian đăng bài: 10/09/2022