Torrey Rodgers kova skozi panamski deževni gozd in drži vedro gnile svinjine. Znanstvenik za prostoživeče živali je na misiji, da zbere muhe - stotine in stotine, če ima srečo. Daleč od škodljivcev iz džungle vidi te šušljajoče se zelene žuželke kot koristne pomočnike laboratorij, ki omogočajo pregled prebivalcev ogroženih pragozdov po vsem svetu.
Eden od načinov za merjenje zdravja gozda je povečanje njegove biotske raznovrstnosti ali bogastva rastlin in živali, ki je znotraj njega. Znanstveniki se lotijo tovrstnega gozdnega popisa, da bi spremljali uboje ali načrtovali napredek pri prizadevanjih za ohranjanje. Toda deževni gozdovi predstavljajo poseben izziv: prehoditi morate kilometre po gostem zelenju in iskati nedostopne živali, ki se lahko pojavijo le ponoči in, ja, polne so stvari, ki vas lahko ubijejo.
Zato to običajno počnejo ekologi, ki dobro poznajo ekosisteme džungle in favno, ki tam živijo. Ti zoologi vedo, kako krmariti po neokrnjenem zemljišču, natančno prepoznati dnevna in nočna bitja ter postaviti prikrite pasti za fotoaparate za fotografiranje najbolj neuglednih divjih živali. Težava je v tem, da so tovrstni strokovnjaki za gozdarstvo, poznavanje favne tako redki kot divjad, ki jo spremljajo.
In brez takega popisa so prizadevanja za ohranjanje brezobzirna. "Recimo, da predlagate naravni rezervat in vložite na tone virov za zaščito tega območja ... ali je kaj od tega dejansko delovalo? Ali izgubljamo vrste ali imamo pozitiven vpliv? «Se sprašuje Rodgers, znanstveni sodelavec na oddelku za vire Wildland State University.
Zato je Rodgers najel nekaj verjetno pomočnikov, ki bi zanj opravil raziskovanje prostoživečih živali: korenjak leti. Za te čistilce je deževni gozd velik bife, v katerem so jedi od trupov do gnojnih ran na živih živalih do vsake domišljijske vrste kala. Vsak zalogaj zabeleži v črevesju muhe poseben vzorec DNK tega obroka, dokler ne pride do drugega konca. Kot so v nedavni študiji v reviji Molecular Ecology Resources poročali Rodgers in njegovi sodelavci, lahko raziskovalci s pomočjo tega DNK izdelajo popis najbolj izmučenih sesalcev iz džungle.
Owen McMillan, evolucijski biolog s Smithsonianovega inštituta za tropske raziskave (STRI) v Panami, ki je bil soavtor študije, priznava, da je Rodgerjeva shema za zajetje raznolikosti celotnega deževnega gozda z uporabo le muhastih črevesjev neortodoksna. "Morda se sliši zajecano, " pravi, "vendar ni, če razmišljate o načinu, kako te muhe preživljajo življenje."
Kot krmilec v zraku lahko ta družina muh vzorči praktično vse vrste živali iz deževnega gozda. DNK vsakega organizma je prisoten v vsej svoji biološki snovi, od krvi do popa, in zagotavlja prepoznaven genetski marker. Če bi raziskovalci nekako lahko vzorčili vso DNK v deževnem gozdu, bi imeli popolno sliko vsega, kar živi tam. "Tu so muhe koristne, " pravi Rodgers. "Gredo ven in delajo vzorčenje za nas."
Leta 2015 se je Rodgers odpravil na otok Barro Colorado, gosto gozdnat otok sredi Panamskega prekopa, in svojo idejo o raziskavi muhe preizkusil. Iz dveh plastičnih steklenic z vodo, povezanih kot v peščeni uri, je izdeloval 16 enostavnih pasti za muho. Vsaka je vsebovala kolobar svinjine kot vabo, ki so ga večinoma shranjevali zunaj dosega muh.
Po nekaj neuspešnih preizkušnjah je Rodgers izvedel, da so muhe izbirčne jedi. Raje so imeli meso, ki je ostalo na soncu, dokler ni doseglo tiste sladke točke pravkar razgaljenega funka. "Res bodo hitro prišli do gnitja mesa, " pravi, "moral sem ga pred gnilobo, kar je bilo precej gnusno."
Ko je ugotovil prehranjevalne muhe muh, so se pasti začele tako hitro napolniti z zaprtimi muhami, da jih je moral dvakrat na dan izprazniti. Na žalost bi se poskusi pogostitve z gnilo svinjino izkazali za usodno napako: Rodgers jih je pripeljal nazaj v laboratorij, bliskovito zmrznil, jih strgal v koščke in jih zmlel v pasto, da bi omogočili črpanje DNK iz črevesja .
Za odkrivanje celo najredkejših živali v črevesju muh bi moral uporabiti tehniko ojačevanja DNK, da bi pomnožil posebna področja samo iz zaužitih celic sesalcev. Cilj je bil izbrati določene molekularne markerje, ki so področja v genomu, ki služijo kot črtne kode. Te kratke fragmente lahko primerjamo s podatkovno zbirko več kot 5000 sesalcev in manjšo zbirko vrst, za katere je znano, da obstajajo na otoku.
V treh mesecih je zbral več kot 1000 muh in zbral dovolj podatkov o DNK črevesja za primerjavo z osmimi leti tradicionalnih raziskav, ki so jih prej zbirali na otoku. Tako kot je Rodgers napovedoval, so muhe naokoli; raziskovalci so odkrili 20 vrst sesalcev, štiri vrste ptic in eno vrsto kuščarjev. "Bilo je presenetljivo natančno, " pravi McMillan. "Vsaj tako natančno kot hoja po gozdu."
Ne le to, ampak podatki so bili veliko bogatejši od prejšnjih raziskav, ker sekvence DNK ustvarijo milijone podatkovnih točk. "Še vedno morate filtrirati stvari, ki so v bistvu hrup ... kot svinjina, " pravi McMillan. Ko pa so filtri DNK sesalca, ki so se pojavili iz drobnice, tesno zrcalili sestavo vrst, ki jih pričakujemo v pragozdu na otoku Barro Colorado.
Vendar pa je bilo nekaj izjemnih izjem. Zanimivo je, da niso našli črtnih kod, ki bi se ujemale s tremi najpogostejšimi sesalci: ni bilo sledu rodentinskih agutijev, rakunom podobnih belih nohtov coata ali kroglice, ki je videti kot sorodnik jelenov. Rodgers meni, da je to povezano z lastno pristranskostjo njegovih laboratorijskih pomočnikov. Razpršitve agutija na primer niso posebej privlačne za muhe. "Res je težko in morda težje in manj privlačno, " pravi.
Conrad Gillett, entomolog z univerze na Havajih, ki uporablja tudi molekularne tehnike za preučevanje črevesja žuželk, se je strinjal, da bi lahko bile te prehranske navade precej pristranske. V drugih študijah so bile uporabljene hrošče, kot so komarji in gnoji, žuželka Gillettova izbira, in jih je mogoče dodati v raziskave deževnih gozdov, da bi povečali raznolikost odkritih sesalcev.
Kljub temu je to hitra in učinkovita metoda za raziskovanje raznolikosti, ki bi jo lahko uporabili v številnih okoljih, pravi Gillett. "To je vsekakor nekaj, kar je vredno raziskati, " pravi Gillett. "Trenutno nisem prepričan, ali se na [muhe] lahko zanese izključno na anketo, ampak kot dodatek. To je nekaj, kar je treba upoštevati. “Preprostost tehnike še bolj privlači. "V gozdu samo visi svinjina, " pravi McMillan.
Potem ko je poskusil to metodo raziskovanja v dobro proučenem gozdu, McMillan upa, da bi bil pristop mogoče uporabiti tudi v drugih okoljih, kjer je živalstvo še vedno skrivnost. To bo še en izziv: za razliko od Barro Colorado je veliko gozdov napolnjenih z živalmi, ki jih še ni bilo mogoče imenovati, kaj šele pripisati črtno kodo DNK. Ker pa se črtno kodiranje DNK vedno pogosteje razvija in baze podatkov rastejo, raziskovalci verjamejo, da bodo z vidika ohranjanja težko zaznali tudi redke vrste, ki jih je težko zaslediti.
"Ker je otok Barro Colorado že tako dolgo raziskoval toliko znanstvenikov, ga lahko umestite v širši kontekst, " pravi McMillan.
Še bolje, na Zemlji ni ogroženega gozda, ki nima muh. »Ta skupina muh je prisotna po vsem svetu. Pogosti so v vsakem posameznem habitatu, "pravi Rodgers. Zahvaljujoč tem ustvarjalnim znanstvenikom in njihovi najemanski ideji bomo morda morali vseprisotne žuželke obravnavati kot ne le nadležne nadloge, ampak kot dragocene naravovarstvenike.
