Torrey Rodgers takaa Panaman sademetsän läpi pitäen ämpäri mätää sianlihaa. Luonnontieteilijä on tehtävä kerätä kärpäsiä - satoja ja satoja niitä, jos hän on onnekas. Kaukana viidakon tuholaisista, hän näkee nämä sumisevat, siputtavat vihreät hyönteiset hyödyllisinä laboratorioapulaisina, mikä antaa hänelle mahdollisuuden kartoittaa uhanalaisten sademetsien asukkaita ympäri maailmaa.
Yksi tapa mitata metsän terveyttä on sovittaa yhteen sen biologinen monimuotoisuus tai sisällä olevien kasvien ja eläinten rikkaus. Tutkijat aloittavat tällaisen metsälaskennan seuratakseen salametsästämistä tai kartoittaakseen suojelutoimien etenemistä. Mutta sademetsät ovat erityinen haaste: Sinun on vaeltava mailia tiheän viheralueen läpi etsimällä vaikeita eläimiä, jotka saattavat tulla esiin vain yöllä, ja, oi, he ovat täynnä asioita, jotka voivat tappaa sinut.
Siksi sen tekevät yleensä ekologit, jotka tuntevat hyvin viidakon ekosysteemin ja siellä elävän eläimistön. Nämä eläintieteilijät tietävät kuinka navigoida pilaamattomalla maalla, tunnistaa tarkasti päivä- ja yöeläimet ja sijoittaa peitetyt kameraloukut valottamattomimman villieläimen kuvaamiseksi. Ongelmana on, että tällaiset metsäretket, eläimistöä tuntevat asiantuntijat ovat yhtä harvinaisia kuin heidän seuraamansa villieläimet.
Ja ilman tällaista väestölaskentaa, suojelutoimet ovat turhia. ”Sano että ehdotat luonnonsuojelualuetta ja käytät tonnia resursseja suojella tätä aluetta ... hyvin, toimiiko jokin niistä todella? Menettämmekö lajeja vai onko meillä positiivisia vaikutuksia? ”Kysyy Rodgers, tutkijatoimisto Utahin osavaltion yliopistossa Wildland Resources -osastolla.
Siksi Rodgers on värväänyt joitain epätodennäköisiä auttajia tekemään hänen villieläintutkimuksensa hänelle: kärpäsi lentää. Näille savunhoitajille sademetsä on laaja buffet, joka sisältää ruokia ruhoista elävien eläinten haavojen haavoittumiseen kaikille kuvitteellisille kakutyypeille. Jokainen purema kirjaa kyseisen aterian erillisen DNA-näytteen kärpäsen suolistoon, kunnes se tulee ulos toisesta päästään. Nyt, kuten Rodgers ja hänen kollegansa raporttivat äskettäisessä tutkimuksessa lehdessä Molecular Ecology Resources, tutkijat voivat käyttää tätä DNA: ta rakentamaan väestönlaskennan viidakon kaikkein vaikeimmista nisäkkäistä.
Panamassa sijaitsevan Smithsonianin trooppisen tutkimusinstituutin (STRI) evoluutiobiologi Owen McMillan, joka oli tutkimuksen avustaja, myöntää, että Rodgerin suunnitelma koko sademetsän monimuotoisuuden kaappaamiseen käyttämällä vain perhosia on epätavallinen. "Se voi kuulostaa harvinaiselta", hän sanoo, "mutta se ei ole, jos ajattelet tapaa, jolla nämä kärpäset ansaitsevat elantonsa."
Ilmassa käytettävänä rehuna tämä kärpäsiperhe voi ottaa näytteitä käytännöllisesti katsoen kaikista sademetsäeläimistä. Jokaisen organismin DNA on läsnä kaikessa biologisessa aineessaan, verestä kakkuun, ja se tarjoaa tunnistettavan geneettisen markkerin. Jos tutkijat voisivat jotenkin ottaa näytteitä kaikesta sademetsän DNA: sta, heillä olisi täydellinen kuva kaikesta siellä elävästä. "Sieltä kärpäset ovat käteviä", Rodgers sanoo. "He lähtevät ulos ja tekevät näytteenoton meille."
Vuonna 2015 Rodgers matkusti alas Barro Colorado Islandille, tiheään metsään saarelle Panaman kanavan keskelle, ja pani kärpäsenkyselyideansa koetuksi. Hän muovasi 16 yksinkertaista perhonen pyydystämistä kahdesta muovipullosta, jotka oli kytketty kuin tiimalasi. Jokainen sisälsi syöttirasvan sianlihaa, jota pidettiin pääasiassa kärpästen ulottumattomissa seulalla.
Muutaman epäonnistuneen kokeilun jälkeen Rodgers sai tietää, että kärpäset olivat nirsoita syöjiä. He mieluummin lihaa, joka oli jätetty auringossa, kunnes se saavutti juuri sitkeän funkin makean paikan. "He tulevat mätänemään lihaa todella nopeasti", hän sanoo, "minun piti mätä se ennakolta, mikä oli aika inhottavaa."
Kun hän oli selvittänyt kärpästen ruokavalion, ansa alkoi täyttyä vankeilla kärpäillä niin nopeasti, että hänen oli tyhjennettävä ne kahdesti päivässä. Heille valitettavasti yrittäminen ruokailla mätänevää sianlihaa osoittautui kohtalokkaaseksi virheeksi: Rodgers toi heidät takaisin laboratorioon, jäädytti ne jäädyttämällä, katkaisi ne paloiksi ja jauhoi ne tahnaksi, jotta DNA voitaisiin erottaa suolistosta. .
Jotta harvinaisimmatkin eläimet voidaan havaita kärpäsen suolistossa, hänen olisi käytettävä DNA-monistustekniikkaa moninkertaistamaan erityiset alueet vain nautittujen nisäkässolujen joukosta. Tavoitteena oli valita tietyt molekyylimarkkerit, jotka ovat genomin alueita, jotka toimivat viivakoodeina. Nämä lyhyet katkelmat voidaan verrata tietokantaan, jossa on yli 5000 nisäkästä, ja pienempään tietokantaan lajeista, joita tiedetään olevan saarella.
Hän keräsi yli 1 000 kärpästä kolmen kuukauden aikana kerääen tarpeeksi suolisto-DNA-tietoja verratakseen saarella aiemmin kerättyihin kahdeksan vuoden perinteisiin tutkimuksiin. Aivan kuten Rodgers ennusti, kärpäset saapuivat ympäri; tutkijat havaitsivat 20 nisäkäslajia, neljä lintulajia ja yhden liskolajin. "Se oli yllättävän tarkka", McMillan sanoo. "Ainakin yhtä tarkka kuin metsän läpi kävely."
Paitsi, että myös tiedot olivat paljon rikkaampia kuin aiemmat tutkimukset, koska DNA-sekvensointi tuottaa miljoonia tietopisteitä. "Sinun on silti suodatettava asiat, jotka ovat pääosin melua ... kuten sianlihaa", McMillan sanoo. Mutta suodatettuaan kärpäsen suolesta monistetut nisäkkään DNA-fragmentit heijastivat tarkkaan lajikoostumusta, jota odotettiin sademetsässä Barro Coloradon saarella.
Oli kuitenkin muutamia merkittäviä poikkeuksia. Kummallista kyllä, he eivät löytäneet viivakoodeja, jotka vastasivat kolmea yleisintä nisäkästä: jyrsijöiden agoutista, pesukarhujen kaltaisista valkoisten kärkien coatiista tai esitteestä, joka näyttää peuran kyykky sukulaiselta, ei ollut jälkeäkään. Rodgers uskoo, että tämä liittyy hänen laboratorioavustajiensa luontaiseen puolueellisuuteen. Esimerkiksi agoutin sironta ei ole erityisen herkullinen kärpäsille. "Se on todella vaikeaa ja ehkä vaikeampaa ja vähemmän houkuttelevaa", hän sanoo.
Conrad Gillett, entomologi Havaijin yliopistosta, joka käyttää myös molekyylitekniikoita hyönteisten suolen tutkimiseen, oli yhtä mieltä siitä, että kärpäsen ruokavaliotavat voivat olla huomattava harha. Muissa tutkimuksissa on käytetty vikoja, kuten hyttysiä ja lantakuoriaisia, valittua Gillettin hyönteistä, ja niitä voitaisiin lisätä sademetsien tutkimuksiin havaittujen nisäkkäiden monimuotoisuuden lisäämiseksi.
Tämä on silti nopea ja tehokas menetelmä monimuotoisuuden kartoittamiseen, jota voidaan käyttää monissa ympäristöissä, Gillett sanoo. "Se on ehdottomasti jotain, joka kannattaa tutkia", Gillett sanoo. ”Tällä hetkellä en ole varma siitä, voidaanko [kärpäsiin] luottaa yksinomaan tutkimukseen, mutta ehdottomasti apuna. Se on jotain, joka on otettava huomioon. ”Tekniikan yksinkertaisuus tekee siitä vieläkin houkuttelevamman. "Se on vain sianlihan roikkuu metsässä", McMillan sanoo.
Kokeiltuaan tätä tutkimusmenetelmää hyvin tutkitussa metsässä, McMillan toivoo, että lähestymistapaa voitaisiin käyttää muissa ympäristöissä, joissa eläimistö on edelleen mysteeri. Tämä asettaa uuden haasteen: Toisin kuin Barro Coloradossa, monet metsät ovat täynnä eläimiä, joita ei ole vielä nimetty, puhumattakaan siitä, että niille on annettu DNA-viivakoodi. Mutta kun DNA: n viivakoodit yleistyvät ja tietokannat kasvavat, tutkijat uskovat pystyvänsä tunnistamaan jopa harvinaiset lajit, joita on vaikea jäljittää suojelun kannalta.
"Koska niin monet tutkijat ovat tutkineet Barro Coloradosaarta niin pitkään, voit laittaa sen laajempaan kontekstiin", McMillan sanoo.
Parempaa vielä, maapallolla ei ole uhanalaista metsää, jolla ei olisi kärpäsiä. ”Tämä kärpäsryhmä on läsnä maailmanlaajuisesti. Ne ovat yleisiä kaikissa elinympäristöissä ”, Rodgers sanoo. Näiden luovien tutkijoiden ja heidän harvinaisen ideansa ansiosta meidän on ehkä pidettävä näitä kaikkialla läsnä olevia hyönteisiä pelkän kiusallisten haittojen lisäksi myös itsenäisinä arvokkaiina luonnonsuojelijoina.
