Kakšna je biotska raznovrstnost severnega Jadrana? Raziskovalci jo spremljajo že desetletja. A če so biologi v preteklosti za preučevanje morskih organizmov morali vse organizme dejansko opazovati v naravi, ujeti in vzorčiti njihovo tkivo, lahko zdaj informacije razberejo že iz kapljice vode. To je najpreprostejša razlaga okoljske DNK, sodobne znanstvene metode za spremljanje raznolikosti morskih ekosistemov.
Okoljska DNK (eDNK) je torej genetski material, ki ga organizmi puščajo v svojem okolju, v tleh, v zraku ali v vodi. Biologi lahko sledi organizmov preberejo iz vzetih okoljskih vzorcev, denimo vode, ne da bi sploh prišli v stik s tem organizmom in tudi če organizmov v okolju sploh ne vidijo.
To je povsem neinvaziven pristop, s katerim lahko spremljajo biodiverziteto na veliko večjih območjih in v daljšem časovnem obdobju v primerjavi s klasičnimi metodami, pravi Tomaž Skrbinšek z Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani. »Z eno analizo lahko zaznamo več vrst hkrati, tudi redke ali težko opazne. Poleg tega ponuja vpogled tudi v pestrost znotraj vrst ali pa omogoča celo prepoznavanje posameznih osebkov. Pristop je natančen in razmeroma poceni ter odpira možnosti za vzpostavitev rednega in dolgoročnega spremljanja biotske raznovrstnosti,« je poudaril.
Kaj se skriva v morju
Raziskovalci so v zadnjih dveh letih z novim orodjem okoljske DNK prvič sistematično preučili biotsko raznovrstnost severnega Jadrana. Sodelavci projekta so najprej redno jemali vzorce morske vode na natančno določenih točkah na slovenskem in italijanskem delu Tržaškega zaliva. Zbranih 119 vzorcev vode so filtrirali in pri analizi v laboratoriju izolirali DNK. Osredotočili so se na ribe, rake in morske sesalce. In rezultat? Zaznali so 44 vrst rib, 15 vrst rakov in enega sesalca, veliko pliskavko.
Večjo pestrost so zaznali bližje obali in zlasti v Tržaškem zalivu, medtem ko je bilo na odprtem morju zaznanih manj skupin organizmov. Med ribami so bili najpogosteje zaznani sardoni, sardele, orade, brancini, črni glavači, riboni … Zaznali pa so tudi organizme, značilne za celinske vode, denimo lososa in šarenko, predvsem v bližini obale in pri izlivu Soče v morje. Šarenka seveda ne živi v morju, njen genetski material je v morje prinesla reka. To kaže na vpliv rek in ribogojnic na genetsko sliko severnega Jadrana.
V genetski sliki deseteronožcev so našli tudi modro rakovico, zelo invazivno vrsto, ki se širi v severnem Jadranu. Zaznali so jo na celotnem območju, na katerem so vzeli vzorce morske vode. »To potrjuje, da je metoda eDNK posebno uporabna tudi za zgodnje odkrivanje tujerodnih organizmov,« je poudaril raziskovalec Gregor Simčič.
Pilotni projekt je dokazal, da je regionalno spremljanje biodiverzitete s pomočjo eDNK izvedljivo in da je okoljska DNK zelo uporaben dodatek vsem drugim orodjem, je strnil Tomaž Skrbinšek. »Takšnih možnosti pred 15 leti še nismo imeli,« je povedal. Raziskovalci so najbolj poudarili prav to, da takšen pristop omogoča boljše razumevanje stanja morja, zgodnje zaznavanje sprememb v ekosistemih in učinkovitejše ukrepanje za njihovo zaščito. V okviru te študije so vzpostavili protokole in zbrali izhodiščne podatke za nadaljnje spremljanje biotske raznovrstnosti v severnem Jadranu.
»Ob skrb vzbujajočem upadanju morskih vrst in habitatov je ključno uvesti učinkovite metode spremljanja, ki omogočajo pridobivanje podatkov o biotski raznovrstnosti v realnem času,« so poudarili v društvu Morigenos, ki tudi s to metodo spremlja veliko pliskavko.
Tovrstno spremljanje morskega življa ima tudi izzive. »Razmere za preživetje DNK v okolju niso idealne. Za rezultate je pomembno, kako se sprošča ta DNK v okolje, v kakšnem stanju se sprošča, kako se premika v okolju, ali jo odnaša tok ali stoji ter kako razpada v tem okolju. Vse to vpliva na to, koliko DNK lahko zaznamo, kakšna je ta DNK ter kako jo lahko analiziramo in dobimo verodostojne podatke. Tudi analiza vzorcev je zahtevna,« našteva dileme Skrbinšek. Treba je upoštevati tudi omejitve, metoda je lahko pristranska, zato jo je treba dopolnjevati z drugimi.
Spremljanje okoljske DNK je del projekta Sealnsights Interrega Slovenija-Italija, v njem so trije slovenski in trije italijanski partnerji. Za nadaljnjo uporabo metode bo potrebnega še veliko usklajevanja med njimi, od jemanja vzorcev do deljenja podatkov in interpretacije rezultatov.
Z droni lovili sapo kitov
Skrbinšek je predstavil nekaj primerov uporabe metode okoljske DNK po svetu od njenih začetkov okoli leta 2010. Ko so potapljači vzeli vzorce površinske vode okoljske DNK sredi jate morskih psov kitovcev, so ugotovili, da se v takšnih skupinah povezujejo kitovci iz različnih delov sveta.
»Metoda je zelo uporabna za preučevanje plašnih ali zaščitenih vrst, ki jih drugače ni mogoče vzorčiti oziroma niti priti do njih,« dodaja. V zadnjem času zmorejo iz vzorcev, odvzetih iz okolja, prepoznati celo posamezen osebek. Tako so denimo znanstveniki z droni lovili zrak, ki ga izpihajo kiti, ko priplavajo na površje dihat, in z analizo tega zraka prepoznali DNK točno določenega primerka živali.
Slovenski raziskovalci metodo raziskovanja z okoljsko DNK uporabljajo tudi na kopnem, in sicer z analizo sledi v snegu, ki jih puščajo risi, medvedi in volkovi. Živali pozimi med hojo po zasneženih tleh puščajo odtise in zaradi trenja ob tla se na površino snega odlagajo celice, ki so prisotne v živalskih tacah, to pa je vir okoljske DNK. Metoda je še na začetku, a rezultati so obetavni. »Dobili smo zelo kakovostno DNK in prišli do individualnega genotipa ter prepoznali posamezno žival,« je povedal Tomaž Skrbinšek.
