چگونه DNA محیطی در حال دگرگون‌سازی پایش حیات وحش است

در یک جویبار مریلند که زیستگاه صدف کوتوله گوه ای شناخته می‌شود، یک زیست‌شناس میدانی دیگر نیازی به زیر و رو کردن سنگ‌ها یا استفاده از تور برای تأیید حضور این گونه در معرض خطر ندارد. در عوض، او تنها یک لیتر آب جمع‌آوری می‌کند، آن را از یک فیلتر ۰.۲۲ میکرونی عبور می‌دهد و ذرات به دام افتاده را برای آزمایش به آزمایشگاه می‌فرستد. این آب حاوی بقایای سلولی میکروسکوپی است—سلول‌های پوست ریخته شده، مخاط و فضولات—که امضای ژنتیکی منحصر به فرد هر ارگانیسمی را که اخیراً از آنجا عبور کرده، حمل می‌کند. با استخراج و توالی‌یابی این DNA محیطی (eDNA)، حافظان محیط زیست می‌توانند پراکندگی صدف را بدون تماس فیزیکی با نمونه زنده ترسیم کنند.[1][4]

این سازوکار متکی بر دفع بیولوژیکی مداومی است که در تمام موجودات زنده ذاتی است. هنگامی که ماهی‌ها، دوزیستان و بی‌مهرگان در یک اکوسیستم آبی حرکت می‌کنند، سوسپانسیونی از مواد ژنتیکی از خود به جا می‌گذارند. در محیط‌های خشکی، این مواد در خاک یا روی گلبرگ‌ها ته‌نشین می‌شوند؛ در رودخانه‌ها و اقیانوس‌ها، در ستون آب شناور می‌مانند. جداسازی این قطعات به محققان اجازه می‌دهد تا گونه‌ها را حتی در فراوانی‌های بسیار کم شناسایی کنند، که اساساً نحوه انجام موجودی‌برداری حیات وحش را تغییر می‌دهد.[1]

از نظر تاریخی، شناسایی تنوع زیستی آبزی نیازمند صید فیزیکی ارگانیسم‌ها بود. تیم‌های میدانی از ماهیگیری الکتریکی، تله‌گذاری و بررسی‌های بصری استفاده می‌کردند—روش‌هایی که کار فشرده، گران و برای حیوانات درگیر استرس‌زا هستند. برای گونه‌های در معرض خطر، عمل پایش می‌تواند ناخواسته آسیب ایجاد کند. DNA محیطی به طور کامل این تعامل فیزیکی را دور می‌زند و تمرکز را از گرفتن حیوان به گرفتن رد ژنتیکی آن تغییر می‌دهد.[4]