เว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ โลกในขวดน้ำ

เทคนิคการปฏิวัติโดย เว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์ ใช้ร่องรอยของ DNA สิ่งแวดล้อมกำลังวิเคราะห์ระบบนิเวศทั้งหมด “ตั้งแต่จุลินทรีย์ไปจนถึงวาฬ”

Hilary Starks แทบรอไม่ไหวที่จะได้ตัวอย่างสามตัวอย่างแรกของวัน เธอยืนอยู่บนดาดฟ้าของเรือวิจัยWestern Flyer สูง 117 ฟุต ในปี 2015 เพื่อค้นหาน่านน้ำของอ่าว Monterey ของแคลิฟอร์เนียด้านล่าง เครื่องกว้านบนดาดฟ้าเริ่มเคลื่อนที่เมื่อรอกและสายไฟค่อยๆ ยกสิ่งที่เธอรอ: เรือดำน้ำขนาด 5 ฟุตที่บรรทุกขวดพลาสติกขนาดใหญ่ที่เต็มไปด้วยน้ำทะเล

สตาร์กซึ่งเป็นช่างเทคนิคในห้องปฏิบัติการที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด รู้ว่ามีข้อมูลทางพันธุกรรมจำนวนมหาศาลที่ลอยอยู่ในขวดขนาด 1 ลิตร ที่ซ่อนอยู่ในสายตามนุษย์ และเครื่องถอดรหัส DNA สมัยใหม่จะเปิดเผยความลับเกี่ยวกับระบบนิเวศที่Western Flyerกำลังแล่นผ่านไปในภายหลัง

อ่าวมอนเทอเรย์เป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์ทะเลหลายร้อยสายพันธุ์ แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่รู้ว่าแต่ละตัวมีกี่ชนิด หรือเคลื่อนไหวและโต้ตอบกันอย่างไร ขณะนี้นักวิจัยกำลังวิเคราะห์ร่องรอยดีเอ็นเอเล็กๆ ที่สัตว์ทิ้งไว้ในสิ่งแวดล้อม เพื่อศึกษาจำนวนและตำแหน่งของพวกมันด้วยวิธีที่ไม่รุกราน

เทคโนโลยีการจัดลำดับยีนสมัยใหม่ได้ก้าวหน้าไปมากจนการวิเคราะห์ DNA สิ่งแวดล้อมหรือ eDNA จากตัวอย่างเล็กๆ ของน้ำหรือดินสามารถปฏิวัติวิธีที่นักวิทยาศาสตร์เข้าใจนิเวศวิทยาและการอนุรักษ์ในระบบนิเวศทั่วโลก “เป็นเรื่องน่าทึ่งจริงๆ ที่ในศตวรรษที่ 21 เรายังไม่สามารถบอกได้ชัดเจนว่ามีอะไรอยู่ในมหาสมุทร” บาร์บารา บล็อค นักวิทยาศาสตร์ทางทะเลที่สแตนฟอร์ด ผู้เฝ้าสังเกตปลาในมหาสมุทรแปซิฟิกและแอตแลนติกมานานหลายทศวรรษกล่าว แต่ทุกวันนี้ น้ำทะเลเพียงลิตรเดียว ที่มีลำดับพันธุกรรมนับล้าน สามารถบอกเล่าเรื่องราวมากมายเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ทางนิเวศวิทยาของสถานที่แห่งหนึ่ง

ในขณะที่กรดในมหาสมุทรและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกลายเป็นความจริงใหม่ นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับการกระจายและความเป็นอยู่ที่ดีของพืชและสัตว์ Elizabeth Andruszkiewicz Allan วิศวกรสิ่งแวดล้อมจาก Woods Hole Oceanographic Institution ในแมสซาชูเซตส์ กล่าวว่า “การตรวจสอบชุมชนและระบบนิเวศจะทำได้ง่ายขึ้นมากด้วยวิธีการ DNA” “คุณเก็บตัวอย่างน้ำหนึ่งตัวอย่างและมองหาทุกอย่างตั้งแต่จุลินทรีย์ไปจนถึงวาฬ”

เช่นเดียวกับที่เรากำจัดเซลล์ที่ตายแล้วซึ่งมี DNA อย่างต่อเนื่อง สิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร — ตั้งแต่แบคทีเรียไปจนถึงวาฬสีน้ำเงินขนาดใหญ่ — ทิ้งร่องรอยสิ่งแวดล้อมที่มองไม่เห็นของการมีอยู่ของมันไว้ เครื่องมือจัดลำดับปัจจุบันมีประสิทธิภาพมากจนนักวิจัยสามารถตรวจจับร่องรอยของ DNA ที่กระจายออกไปในสิ่งแวดล้อมได้ในไม่กี่นาที และด้วยวิธีการคำนวณที่ละเอียดถี่ถ้วน จะค้นหาว่าพวกมันมาจากสัตว์ชนิดใด

เว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์

ค้นหาสิ่งที่ชัดเจนและเข้าใจยาก

ในการใช้ eDNA เพื่อติดตามสปีชีส์ นักวิทยาศาสตร์ต้องคูณก่อน แล้วจึงอ่าน ส่วนที่พบในตัวอย่าง จากนั้นจึงจับคู่กับลำดับดีเอ็นเอที่รู้จักจากสายพันธุ์ที่น่าสนใจ

ในการศึกษาในปี 2012 ฟิลิป ฟรานซิส ทอมเซ่น ที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งเดนมาร์ก และปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยออร์ฮูส และเพื่อนร่วมงานของเขาได้รวบรวมน้ำทะเลจากพื้นที่รอบๆ ทะเลบอลติก พวกเขาตรวจพบ eDNA จากปลาโลมาท่าเรือและวาฬนำร่องครีบยาว ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่ไม่ค่อยพบเห็นในทะเลบอลติก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีมีศักยภาพที่จะ “ค้นหา” สายพันธุ์ที่เข้าใจยาก

และในปีที่แล้ว นักวิจัยในอลาสก้าได้ติดตามความอุดมสมบูรณ์ของปลาแซลมอนที่วางไข่ในลำธารเล็กๆ โดยการวิเคราะห์ดีเอ็นเอของปลาแซลมอนในน้ำ โดยพบว่ามีความเป็นไปได้ที่จะใช้ eDNA เพื่อประเมินความอุดมสมบูรณ์ของสายพันธุ์เดียวในที่ใดที่หนึ่ง แม้กระทั่งในน้ำไหล

บางครั้ง นักวิทยาศาสตร์ใช้เทคนิคที่เรียกว่า metabarcoding ในการประเมิน DNA จากสิ่งมีชีวิตทั้งกลุ่ม โดยให้ภาพรวมที่กว้างขึ้นของความหลากหลายทางชีวภาพในจุดหนึ่งในมหาสมุทร มีข้อดีหลักสามประการเมื่อเทียบกับวิธีการสำรวจความหลากหลายทางชีวภาพแบบดั้งเดิม: มีความละเอียดอ่อนสูง ราคาถูก และไม่รุกราน

“บ่อยครั้ง คุณต้องฆ่าสิ่งที่คุณสนใจเพื่อรวบรวมมัน” สตาร์กส์ ผู้ใช้การจัดลำดับ eDNA ในงานของเธอที่บริษัทที่ปรึกษา Cramer Fish Sciences กล่าว “ดีแล้วที่ไม่ต้องทำแบบนั้น”

ดำน้ำใน

การใช้การวิเคราะห์ eDNA ในมหาสมุทรเริ่มต้นขึ้นในปลายทศวรรษ 1980 เมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มมองหา DNA ในจุลินทรีย์บุปผา ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกกำลังศึกษาสิ่งมีชีวิตและระบบนิเวศทุกชนิดเพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับความซับซ้อนของชุมชนทางทะเล

ตัวอย่างเช่น Thomsen ได้ใช้ eDNA เพื่อศึกษาฉลามวาฬในอ่าวอาหรับและ ระบบนิเวศของปลาที่อยู่ลึกลงไปนอกชายฝั่งกรีนแลนด์ นักวิทยาศาสตร์ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ตรวจพบ ฉลามขาวที่มี eDNA นักวิจัยในอลาสก้าได้ศึกษา โลมาท่าเรือซึ่งหาได้ยากในน่านน้ำเหล่านั้น เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียสามารถ ตรวจจับสัญญาณจากทุกกลุ่มชีวิตที่สำคัญใน Coral Bay ของประเทศนั้น ๆ โดยใช้วิธีการ eDNA

Melania Cristescu นักพันธุศาสตร์ทางนิเวศวิทยาที่มหาวิทยาลัย McGill ในแคนาดา กล่าวว่า “ฉันคิดว่ามันจะมีผลกระทบอย่างมากต่อความเข้าใจของเรา ไม่เพียงแต่การเปลี่ยนแปลงของชุมชนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการมีอยู่และการไม่มีสายพันธุ์” สภาพแวดล้อม “นั่นคือสิ่งที่ทำให้ฉันตื่นเต้น”

เกินกว่าที่นักดำน้ำจะได้เห็น

ต่อไปเคลลี่ต้องการดู eDNA ในมหาสมุทร เขากังวลว่า eDNA ในน้ำทะเลอาจถูกกระแสน้ำพัดพาไปได้ไกล และตัวอย่างอาจไม่แสดงถึงความหลากหลายทางชีวภาพที่แท้จริงของไซต์ ดังนั้นในปี 2013 เขาและทีมจึงนำข้อกังวลนี้ไปทดสอบในน่านน้ำที่มีการศึกษาอย่างดีนอก Pacific Groveเมืองทางตะวันตกเฉียงเหนือของ Monterey นอกจากการทำงานของ eDNA แล้ว นักดำน้ำยังได้บันทึกสายพันธุ์สัตว์มีกระดูกสันหลังที่พวกเขาเห็นที่ไซต์ตัวอย่าง ซึ่งรวมถึงปลาหิน ปลาดุก ปลาเซิร์ฟเพิร์ช และแมวน้ำ

นักดำน้ำพบปลาและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเล 12 ชนิด; เทคนิค eDNA ตรวจพบ 11 สิ่งเหล่านี้ แต่การวิเคราะห์ทางพันธุกรรมยังเผยให้เห็นปลา สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและนกอีก 18 ตัวที่การสำรวจด้วยสายตาพลาดไป แม้จะทราบดีว่าสัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่ที่นั่น ทีมงานของ Kelly ยังพบว่าการวิเคราะห์ eDNA สามารถแยกแยะระหว่างแหล่งที่อยู่อาศัยได้ใกล้เคียงที่สุด 60 เมตร หลังจากงานนี้ นักชีววิทยาทางทะเล Collin Closek ซึ่งอยู่ที่ Center for Ocean Solutions ก็พบว่า eDNA จากตัวอย่างน้ำใน Monterey Bay ที่ยังไม่ทดลองนั้นตรงกับการสังเกตด้วยตาเปล่าของปลากะตักและวาฬหลังค่อมที่บันทึกไว้ในเวลาเดียวกัน

กล่าวอีกนัยหนึ่ง “eDNA ไม่ได้เคลื่อนที่ไปทุกที่ มันไม่เพียงแค่พัดไปรอบๆ มหาสมุทรเท่านั้น” เคลลี ซึ่งปัจจุบันอยู่ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันกล่าว “มันอยู่ในที่เดียว และนั่นเป็นสิ่งสำคัญมากที่ต้องรู้”

ค้นหาได้ไกลและลึกขึ้น

แต่จนถึงตอนนี้นักวิจัยได้สำรวจเฉพาะน่านน้ำใกล้ชายฝั่งเท่านั้น นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมในเดือนกันยายนปี 2015 สตาร์คจึงออกเดินทางบนWestern Flyer   เพื่อค้นหาความลับใต้น้ำที่ eDNA สามารถเปิดเผยออกไปได้ไกลกว่านั้นในมหาสมุทรเปิด

ในขณะที่เรือดำน้ำบรรจุขวดขึ้นมาจากน้ำลึก Starks ได้เทตัวอย่างน้ำทะเลผ่านตัวกรองพลาสติกขนาดเล็กเพื่อดักจับสารพันธุกรรมที่ลอยอยู่ทั้งหมด จากนั้นเธอก็วางตัวกรองลงในช่องแช่แข็งบนเรือที่มีอุณหภูมิ –80°C เพื่อให้ DNA ยังคงไม่เสียหายจนกว่า Andruszkiewicz Allan จะวิเคราะห์มันในห้องปฏิบัติการ เป็นเวลาสองวันที่Western Flyer   ท่องไปในมหาสมุทรในขณะที่ Starks ที่อดหลับอดนอนทำงานตลอดเวลาเพื่อดึงตัวอย่างอีก 63 ตัวอย่างขึ้นมาจากทั่วอ่าว Monterey Bay

การวิเคราะห์ในห้องปฏิบัติการเผยให้เห็น eDNA จากปลาและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 72 ชนิดรวมทั้งปลาฉลาม ปลาเฮอริ่ง ปลาตะเกียง และปลาซันฟิช บางคนเป็นผู้อยู่อาศัยที่อาศัยอยู่อย่างลึกซึ้งซึ่งนักวิทยาศาสตร์ไม่เคยรู้จักมาก่อนที่อาศัยอยู่ในอ่าว Monterey เช่น Wrymouths ลำตัวยาวหรือที่เรียกว่า ghostfish

นักวิจัยในพื้นที่ตั้งเป้าที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมจาก eDNA นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันวิจัยพิพิธภัณฑ์สัตว์น้ำมอนเทอเรย์เบย์ได้ใช้หุ่นยนต์ใต้น้ำเพื่อรวบรวมตัวอย่างน้ำจากอ่าวโดยอัตโนมัติ Andruszkiewicz Allan กำลังทำงานในโครงการเพื่อสร้างแบบจำลองว่า eDNA เคลื่อนที่อย่างไรในมหาสมุทร เพื่อที่จะได้รู้ว่าสัตว์จะหลั่งสารพันธุกรรมออกไปที่ไหนและเมื่อไหร่ เว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์

Credit by :

apaman-plaza.net

coachsoutlets.org

cdurugbyzaragoza.com

topwatchmart.com

buycanadian-pharmacy.net

aritmo-project.org

kayoko-nishizaki.com

kaptar.org

oral-canada-kamagra.org

kazsite.info

Credit by : Ufabet