Hidden DNA is revealing secrets of animals’ lives

Hidden DNA is revealing secrets of animals’ lives Verborgene DNA enthüllt Geheimnisse aus dem Leben von Tieren

eDNA, shed by plants and animals are providing astonishing biological insights eDNA, die von Pflanzen und Tieren ausgeschieden wird, liefert erstaunliche biologische Erkenntnisse.

It had been more than 140 years since A two-legged, foot-long salamander Es war mehr als 140 Jahre her, seit Ein zweibeiniger, fußlanger Salamander protected by the state of Texas—had been found near Eagle Pass geschützt durch den Bundesstaat Texas – wurde in der Nähe des Eagle Pass gefunden, a town on the United States-Mexico border eine Stadt an der Grenze zwischen den Vereinigten Staaten und Mexiko. But in 2019, biologist Krista Ruppert realized Aber 2019 erkannte die Biologin Krista Ruppert that she just needed a pitcher of muddy water to filter dass sie nur einen Krug mit schlammigem Wasser zum Filtern brauchte to prove they were still there um zu beweisen, dass sie noch da waren. At Eagle Pass, Ruppert found enough environmental DNA—trace genetic material Am Eagle Pass fand Ruppert genügend Umwelt-DNA – Spuren von genetischem Material left behind as organisms crawl, swim, or flap their way through life zurückgelassen, wenn Organismen ihren Weg durchs Leben krabbeln, schwimmen oder flattern to establish that the elusive amphibians still live in the area um festzustellen, dass die schwer fassbaren Amphibien noch in der Gegend leben. In the last decade or so, environmental DNA, or eDNA In den letzten zehn Jahren oder so Umwelt-DNA oder eDNA has revolutionized marine and aquatic research hat die Meeres- und Wasserforschung revolutioniert by allowing scientists to sample “an entire ecosystem” with a liter of water indem Wissenschaftlern erlaubt wird, „ein ganzes Ökosystem“ mit einem Liter Wasser zu beproben. eDNA has become biologists’ skeleton key eDNA ist zum Skelettschlüssel der Biologen geworden as it’s a relatively cheap, noninvasive, and simple technique da es sich um eine relativ billige, nichtinvasive und einfache Technik handelt that can be modified to study any form of life das modifiziert werden kann, um jede Lebensform zu untersuchen and it often requires less time and labor than previous methods und es erfordert oft weniger Zeit und Arbeit als frühere Methoden.

Stoppen Sie und tupfen Sie die Rosen abPermalink

In 2017, researchers from Denmark 2017 Forscher aus Dänemark plucked a bouquet of wildflowers from two Danish fields einen Strauß Wildblumen von zwei dänischen Feldern gepflückt and popped them into a chemical bath to extract any DNA on their surface und tauchte sie in ein chemisches Bad, um jegliche DNA auf ihrer Oberfläche zu extrahieren. A single wild celery flower had DNA from 25 species of arthropods Eine einzige wilde Sellerieblüte enthielt DNA von 25 Arten von Arthropoden. Overall they detected eDNA from at least 135 species with tremendous diversity Insgesamt entdeckten sie eDNA von mindestens 135 Arten mit enormer Vielfalt including species that have a very short time span of interactions einschließlich Arten, die eine sehr kurze Zeitspanne von Interaktionen haben. eDNA samples taken from flowers could provide insight into eDNA-Proben aus Blüten könnten Aufschluss geben a region or plant species’ most active pollinators die aktivsten Bestäuber einer Region oder Pflanzenart.

Krankheitserreger im SandPermalink

A team of scientists in Florida has recovered genetic material Ein Team von Wissenschaftlern in Florida hat genetisches Material geborgen from the flipper prints left by individual loggerhead turtle hatchlings von den Flossenabdrücken, die einzelne Küken der Unechten Karettschildkröte hinterlassen haben weighing about two quarters, making their way to the sea mit einem Gewicht von etwa zwei Vierteln auf dem Weg zum Meer. Further analysis demonstrated that eDNA can also help the monitoring of disease Weitere Analysen zeigten, dass eDNA auch bei der Überwachung von Krankheiten helfen kann. The tiny tracks also contained eDNA from ChHV5 Die winzigen Spuren enthielten auch eDNA von ChHV5 a virus that causes the debilitating cancerous growths in young turtle ein Virus, das die schwächenden Krebsgeschwüre bei jungen Schildkröten verursacht. The discovery challenges the presiding theory Die Entdeckung stellt die vorherrschende Theorie in Frage that the disease is passed horizontally dass die Krankheit horizontal weitergegeben wird, either through the water or through contact between turtles entweder durch das Wasser oder durch Kontakt zwischen Schildkröten. This possibly means that vertical transmission Dies bedeutet möglicherweise, dass vertikale Übertragung from mother to hatchling is also at play von der Mutter zum Jungtier spielt ebenfalls eine Rolle, which would have a really big knock-on effect was einen wirklich großen Dominoeffekt hätte in terms of how this disease could be mitigated in Bezug darauf, wie diese Krankheit gemildert werden könnte

Klarer blauer HimmelPermalink

Christina Lynggaard used a variety of vacuums Christina Lynggaard verwendete eine Vielzahl von Staubsaugern to suck up air at the Copenhagen Zoo im Kopenhagener Zoo Luft zu saugen. By filtering air at several sites across the zoo Durch das Filtern der Luft an mehreren Stellen im Zoo, Lynggaard ultimately detected 49 species of animals Lynggaard entdeckte schließlich 49 Tierarten, even fish that were fed to predator species sogar Fische, die an Raubtiere verfüttert wurden. But what was missed was almost as fascinating as what they found Aber was übersehen wurde, war fast so faszinierend wie das, was sie fanden. Some species were never detected Einige Arten wurden nie entdeckt, she thought, if she was smelling any scent that they’re putting off dachte sie, wenn sie irgendeinen Duft roch, den sie wegschieben, then there must be DNA being carried with those droplets dann muss DNA mit diesen Tröpfchen transportiert werden. But eDNA from the zoo’s most stinky resident Aber eDNA vom stinkigsten Bewohner des Zoos, a maned wolf, evaded their filters ein Mähnenwolf, wich ihren Filtern aus.

Der offene OzeanPermalink

Population dynamics for the whale shark Populationsdynamik für den Walhai, an enigmatic giant that doesn’t need to surface for air ein rätselhafter Riese, der nicht zum Luftholen auftauchen muss, remain something of a mystery to scientists bleiben Wissenschaftlern ein Rätsel. To learn about them scientists typically use spears to take biopsies from their bodies Um mehr über sie zu erfahren, verwenden Wissenschaftler normalerweise Speere, um Biopsien aus ihren Körpern zu entnehmen. But by collecting eDNA samples a few meters behind whale sharks Sondern durch Sammeln von eDNA-Proben wenige Meter hinter Walhaien Dugal and her team obtained clear enough reads Dugal und ihr Team erzielten deutlich genug Reads to determine individual sharks’ genetic markers that provide information um die genetischen Marker einzelner Haie zu bestimmen, die Informationen liefern on where its ancestors lived and its relatedness to other populations wo seine Vorfahren lebten und seine Verwandtschaft mit anderen Populationen. They were a perfect match for traditional biopsies taken from the same individuals Sie passten perfekt zu herkömmlichen Biopsien, die von denselben Personen entnommen wurden.

Wirbellose InformantenPermalink

A flourishing subfield of eDNA is iDNA, or invertebrate-acquired DNA Ein florierendes Teilgebiet von eDNA ist iDNA oder von Wirbellosen erworbene DNA. Early studies on sea sponges have found Frühe Studien über Meeresschwämme haben herausgefunden they create accidental eDNA repositories as they filter-feed Sie erstellen zufällige eDNA-Repositories, während sie filtern, while leeches contain a genetic record of their past blood meals während Blutegel eine genetische Aufzeichnung ihrer vergangenen Blutmahlzeiten enthalten that can last as long as four months das kann bis zu vier monate dauern. Researchers have also recovered species-level DNA from Forscher haben auch DNA auf Artenebene gewonnen the guts of dung beetles that dined on other animals’ faeces die Eingeweide von Mistkäfern, die sich von den Fäkalien anderer Tiere ernährten.

Teeblätter, die die Vergangenheit erzählenPermalink

A German team reported finding eDNA from 1,279 distinct species Ein deutsches Team berichtete, eDNA von 1.279 verschiedenen Arten gefunden zu haben of insects, spiders, and other arthropods in teas and spices purchased in grocery stores von Insekten, Spinnen und anderen Arthropoden in Tees und Gewürzen, die in Lebensmittelgeschäften gekauft werden. This finding unlocks a potential treasure trove of new data Diese Erkenntnis erschließt eine potenzielle Fundgrube an neuen Daten as the historical botanical specimens collected around the world for centuries wie die historischen botanischen Exemplare, die seit Jahrhunderten auf der ganzen Welt gesammelt werden could contain information on the species that surrounded them in life könnten Informationen über die Arten enthalten, die sie im Leben umgeben haben.

Keine „Wunderwaffe“Permalink

But even eDNA’s biggest proponents say it’s just a supplement Aber selbst die größten Befürworter von eDNA sagen, dass es nur eine Ergänzung ist, and not a replacement, for traditional field sampling techniques und kein Ersatz für herkömmliche Probenahmetechniken vor Ort. So far, eDNA can’t reveal an organism’s age, sex, or body condition Bisher kann eDNA das Alter, das Geschlecht oder den Körperzustand eines Organismus nicht preisgeben. Still, it’s hard to overstate the sense of wonder scientists feel Dennoch ist es schwer, das Staunen, das Wissenschaftler empfinden, zu übertreiben at the power of the technique an der Macht der Technik.