Тропические леса продолжают хранить множество неразгаданных тайн. Высокие и плотные пологи деревьев, образующие несколько ярусов, долгое время оставались практически недоступными для детального изучения без применения сложных и зачастую разрушительных для хрупкой экосистемы методов, таких как строительство вышек или использование альпинистского снаряжения. Однако новое исследование предлагает изящное и эффективное решение этой многолетней проблемы, буквально спустившееся с небес.
Речь идет об анализе так называемой ДНК окружающей среды, которая содержится в каплях дождевой воды. Проходя через густой полог тропического леса, дождь смывает с листьев, веток и стволов мельчайшие частицы, содержащие генетический материал множества организмов: чешуйки кожи млекопитающих и птиц, пыльцу растений, споры грибов, экскременты насекомых и другие следы жизнедеятельности. Собрав эту воду и подвергнув ее анализу с помощью технологии метабаркодирования, ученые могут с высочайшей точностью идентифицировать виды, обитающие на конкретном участке леса.
Для проверки надежности метода международная команда исследователей провела полевые испытания в старовозрастных амазонских тропических лесах Французской Гвианы. Для сравнения аналогичные пробы дождевой воды были собраны на территории соседней плантации деревьев, представляющей собой упрощенную и менее разнообразную экосистему. Чтобы точно понять механизм работы своего подхода, ученые распылили в кронах деревьев морковный сок, выступавший в роли искусственного генетического маркера, и затем в течение нескольких недель отслеживали, как долго его ДНК остается обнаружимой в дождевой воде после первоначального контакта.
Всего за десять дней сбора проб исследователям удалось идентифицировать ошеломляющий спектр биологических видов. В собранной дождевой воде нашлись следы ДНК многочисленных растений, млекопитающих, включая обезьян и летучих мышей, птиц, земноводных и огромного количества насекомых.
Любопытной находкой стала даже ДНК рыб, которая, вероятнее всего, попала в пробы с пометом животных, употребивших их в пищу. Наиболее же показательным стал убедительный контраст между природным лесом и плантацией. Таксономическое разнообразие на участке старого леса оказалось в полтора-два раза выше: 155 таксонов растений против 111 на плантации, 61 таксон позвоночных против 32 и 276 таксонов насекомых против 153. Новый метод доказал свою высочайшую надежность и специфичность. Ученые установили, что генетические сигналы остаются обнаруживаемыми в среднем от 8 до 20 дней, а площадь, с которой собирается информация, ограничивается десятками метров.
Ранее ученые рассказали, что фиговые деревья в Кении научились хранить углекислый газ в виде камня прямо внутри стволов.
