ขณะนี้สามารถดึง DNA ออกจากอากาศที่เราหายใจได้ ส่งผลให้สามารถช่วยติดตามสัตว์ใกล้สูญพันธุ์ได้
ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์สามารถรวบรวมและวิเคราะห์ DNA ที่ดึงมาจากอากาศบาง ๆ และเทคนิคใหม่ ๆ ที่ใช้ในการทำนั้นสามารถเปลี่ยนวิธีการศึกษาและปกป้องสัตว์ใกล้สูญพันธุ์และระบบนิเวศตามธรรมชาติ
นักวิจัยสองกลุ่มทำงานโดยอิสระ โดยกลุ่มหนึ่งอยู่ในเดนมาร์ก และอีกกลุ่มหนึ่งในสหราชอาณาจักรและแคนาดา ได้ทดสอบว่า DNA ในอากาศสามารถนำมาใช้เพื่อตรวจหาสัตว์ชนิดต่างๆ ได้หรือไม่โดยเก็บตัวอย่างที่สวนสัตว์โคเปนเฮเกนในเดนมาร์กและสวนสัตว์แฮมเมอร์ตันในสหราชอาณาจักร
สิ่งมีชีวิตทั้งหมด รวมทั้งมนุษย์ กรองสารพันธุกรรมที่เรียกว่า eDNA ออกสู่สิ่งแวดล้อม เมื่อพวกมันขับของเสีย เลือดออก และหลั่งผิวหนังหรือขนสัตว์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ด้านการอนุรักษ์ได้จัดลำดับ eDNA ในน้ำเพื่อติดตามบางชนิด เช่น ประชากรนิวท์ยอดหงอนใหญ่ของสหราชอาณาจักร ในสภาพแวดล้อมทางน้ำ
อย่างไรก็ตาม การเฝ้าติดตาม eDNA ในอากาศเป็นสิ่งที่ท้าทายมากกว่า เพราะมันเจือจางในอากาศมากกว่าในน้ำ
ในขณะที่ทีมวิจัยทั้งสองใช้วิธีการที่แตกต่างกันในการกรอง DNA จากอากาศ ทั้งคู่ประสบความสำเร็จในการระบุสัตว์ที่ซุ่มซ่อนอยู่ใกล้เคียง ทั้งภายในขอบเขตของสวนสัตว์และภายนอก
งานของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ในการศึกษาพิสูจน์แนวคิดสองครั้งในวารสาร Current Biology เมื่อวันพฤหัสบดี
ทีมงานที่ทำงานในสวนสัตว์ Hamerton Zoo Park สามารถระบุ DNA จากสัตว์ต่าง ๆ 25 ชนิด รวมทั้งเสือโคร่ง ลีเมอร์ และดิงโก ผู้เขียนนำการศึกษาของสหราชอาณาจักร Elizabeth Clare ผู้ช่วยศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยยอร์กในแคนาดาและอดีตอาจารย์อาวุโสของ Queen กล่าว Mary University of London ซึ่งเธอรับงานนี้
“เราสามารถรวบรวม eDNA จากสัตว์ที่อยู่ห่างจากจุดที่เราทำการทดสอบหลายร้อยเมตรได้โดยไม่ลดความเข้มข้นลงอย่างมีนัยสำคัญ และแม้กระทั่งจากภายนอกอาคารที่ปิดสนิท สัตว์เหล่านี้อยู่ภายใน แต่ DNA ของพวกมันกำลังหลบหนี” แคลร์กล่าว ในการแถลงข่าว
ทีมโคเปนเฮเกนสามารถตรวจพบสัตว์มีกระดูกสันหลังได้ 49 สายพันธุ์ รวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม 30 ตัว
Kristine Bohmann รองศาสตราจารย์จาก Globe Institute แห่งมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนและหัวหน้าทีมวิจัยของเดนมาร์กกล่าวว่า “เรารู้สึกประหลาดใจเมื่อเห็นผล”
“ในตัวอย่างเพียง 40 ตัวอย่าง เราตรวจพบ 49 สายพันธุ์ ซึ่งรวมถึงสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน และปลา” โบมันน์ กล่าว “ในบ้านเรนฟอเรสต์ (ที่สวนสัตว์โคเปนเฮเกน) เรายังตรวจพบปลาหางนกยูงในสระน้ำ สลอธสองนิ้ว และงูเหลือม เมื่อสุ่มตัวอย่างอากาศในพื้นที่กลางแจ้งเพียงแห่งเดียว เราตรวจพบสัตว์หลายชนิดที่สามารถเข้าถึงกรงภายนอกได้ ในส่วนนั้นของสวนสัตว์ เช่น kea นกกระจอกเทศ และแรด”
ทีมโคเปนเฮเกนใช้พัดลมดูดอากาศจากสวนสัตว์และบริเวณโดยรอบ ซึ่งอาจประกอบด้วยสารพันธุกรรมจากลมหายใจ น้ำลาย หรือขนสัตว์ หรือสิ่งใดก็ตามที่มีขนาดเล็กพอที่จะลอยอยู่ในอากาศและลอยอยู่ในอากาศ
อากาศถูกกรอง จากนั้น DNA ถูกสกัดและคัดลอกก่อนที่จะจัดลำดับ เมื่อประมวลผลแล้ว ลำดับดีเอ็นเอจะถูกเปรียบเทียบกับฐานข้อมูลอ้างอิงเพื่อระบุชนิดของสัตว์
ทั้งสองทีมยังตรวจพบการปรากฏตัวของสัตว์ที่ไม่ได้อาศัยอยู่ในสวนสัตว์ พวกเขาระบุสัตว์ที่อาศัยอยู่ในพื้นที่โดยรอบ รวมทั้งเม่นยูเรเชียน ซึ่งใกล้สูญพันธุ์ในสหราชอาณาจักร ซึ่งตรวจพบจากนอกสวนสัตว์แฮมเมอร์ตัน ในขณะที่ท้องนาและกระรอกแดงถูกตรวจพบรอบๆ สวนสัตว์โคเปนเฮเกน
ในขณะที่นักวิจัยกล่าวว่าความหนาแน่นของสัตว์ในกรงของสวนสัตว์อาจเพิ่มโอกาสในการตรวจจับเกินจริงได้ แต่พวกเขาเชื่อว่าเทคนิคนี้สามารถกำหนดวิธีที่นักวิทยาศาสตร์ทำแผนที่สายพันธุ์ ซึ่งอาจขจัดความจำเป็นในการใช้กับดักกล้อง การตรวจสอบโดยบุคคล และการทำงานภาคสนามที่เข้มข้น
“ลักษณะที่ไม่รุกรานของวิธีนี้ทำให้มีค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการสังเกตสิ่งมีชีวิตที่อ่อนแอหรือใกล้สูญพันธุ์ตลอดจนในสภาพแวดล้อมที่ยากต่อการเข้าถึงเช่นถ้ำและโพรง พวกมันไม่จำเป็นต้องมองเห็นเพื่อให้เรารู้ว่าพวกมันเป็น ในพื้นที่ถ้าเราสามารถตรวจจับ DNA ของพวกมันได้อย่างแท้จริง” แคลร์กล่าวในแถลงการณ์
“การเก็บตัวอย่างอากาศสามารถปฏิวัติการตรวจสอบทางชีวภาพบนบกและให้โอกาสใหม่ ๆ ในการติดตามองค์ประกอบของชุมชนสัตว์ตลอดจนตรวจจับการบุกรุกของสายพันธุ์ที่ไม่ใช่สัตว์พื้นเมือง”
เทคนิคที่เกี่ยวข้องกับ eDNA จากสภาพแวดล้อมอื่นๆ ได้ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ นักโบราณคดีกำลังใช้ eDNA ที่พบในถ้ำดินเพื่อทำความเข้าใจประชากรมนุษย์โบราณ ในขณะที่ eDNA จากแกนของโลกอาร์กติกได้เปิดเผยว่าแมมมอธและสัตว์ยุคน้ำแข็งชนิดอื่นๆ เคยอาศัยอยู่ที่ใด
เทคนิคที่คล้ายกันนี้ยังใช้ในการสุ่มตัวอย่าง eDNA ในน้ำเสียเพื่อตรวจจับและติดตาม Covid-19 ในประชากรมนุษย์