Нам нужны более быстрые и эффективные способы мониторинга ухудшающегося состояния рек Новой Зеландии, и здесь может помочь экологическая ДНК

Состояние рек Новой Зеландии вызывает тревогу. Согласно последнему отчету Министерства по охране окружающей среды о пресноводных ресурсах, около 45% общей протяженности рек страны непригодны для купания, а 48% частично недоступны для исчезающих видов проходных рыб. Научные данные однозначны: поступление азота и фосфора вместе с инвазивными видами доводит некоторые реки до состояния, когда они не могут поддерживать здоровые экосистемы, что также влияет на качество питьевой воды.

В этих условиях необходим эффективный мониторинг, основанный на надежных доказательствах, для оценки компромиссов и понимания, управляем ли мы реками устойчиво. Именно здесь на помощь приходит метод экологической ДНК (eDNA). Новая Зеландия всегда будет нуждаться в множестве методов для мониторинга тысяч рек и ручьев, но новая методика eDNA может сделать этот мониторинг быстрее, дешевле, комплекснее и лучше приспособленным для общенациональных исследований.

Все организмы оставляют в окружающей среде частицы генетического материала. Эти «хлебные крошки» ДНК позволяют определить, какие виды обитают в районе, без необходимости видеть или отлавливать животных. В отличие от трудоемких традиционных методов, требующих отлова и сортировки тысяч беспозвоночных, eDNA позволяет обнаруживать множество видов одновременно с помощью простого метода фильтрации проб воды. Этот метод уже используется для обнаружения новых популяций исчезающих рыб галаксиид и отслеживания распространения пресноводной золотой мидии в реке Уаикато.

Главный сдвиг — возможность считать eDNA штрих-коды по всему «древу жизни». В партнерстве с компанией Wilderlab, Департаментом охраны природы и региональными советами исследователи использовали эти целостные данные для разработки нового индекса здоровья рек — Taxon-Independent Community Index (TICI). Индекс, основанный на наличии 3000 генетических маркеров от бактерий, грибов, растений и животных, указывающих на уровень питательных веществ в реке, дает оценку от 60 до 140. Например, ручей Тайхельманн имеет показатель 135.03 (первозданное состояние), а поток Папануи — 68.05 (очень плохое состояние). С 2019 года было собрано более 50 000 записей eDNA, включая 16 000 оценок TICI, что создало одну из самых мощных глобальных баз данных eDNA.

Индикаторы на основе eDNA, такие как TICI, предоставляют практический способ отслеживать состояние местных рек. Этот инструмент уже используется сообществами, фермерами и рассматривается правительством. Технология eDNA может стать ключом к регулярному мониторингу всех рек страны в рамках технических и бюджетных возможностей, помогая определять приоритеты для управления и восстановления. В будущем методы eDNA могут быть расширены для отбора проб из воздуха, водопроводных кранов, морских контейнеров и аквакультурных хозяйств.