Jak nietoperze mogą pomóc w monitorowaniu stanu ekosystemów
Utrata różnorodności biologicznej, pogłębiana przez zmiany klimatyczne, jest jednym z największych wyzwań stojących przed ekosystemami. Według ostatniego raportu Międzyrządowej Platformy Naukowo-Politycznej w sprawie Różnorodności Biologicznej i Funkcjonowania Ekosystemów, w całej Europie i Azji Środkowej w ostatnim dziesięcioleciu odnotowano spadek liczebności populacji 42 % gatunków zwierząt lądowych i roślin, które są poddawane obserwacjom. Społeczeństwo pilnie potrzebuje lepszych sposobów na mierzenie zmian w różnorodności biologicznej i zrozumieć funkcjonowanie ekosystemów, aby mieć szansę je chronić. Nową metodę opracował zespół projektu EcoScan, prowadzonego w ośrodku badawczym Centre for Biology and Management of Populations w pobliżu Montpellier we Francji. Na podstawie analizy zebranych odchodów nietoperzy opracowano bogaty przekrój informacji o całej społeczności wzajemnie oddziałujących na siebie gatunków (wirusów, grzybów, roślin, owadów i nietoperzy).
Zrozumienie zmian w różnorodności biologicznej
Naukowcom udało się zgromadzić konkretnie umiejscowione w czasie dane dotyczące wielu taksonów. Takie podejście pozwala lepiej zrozumieć zmiany w interakcjach między gatunkami, które leżą u podstaw utraty różnorodności biologicznej, zamiast tylko opisywać stan końcowy. Nie można tego zrobić, stosując konwencjonalne podejście do monitorowania różnorodności biologicznej. Rośliny stanowią podstawę ekosystemów lądowych, a na skutek stresu wywołanego zmianami klimatu może zwiększać się ich obciążenie wirusowe lub grzybicze. Rośliny zjadane są przez owady, które w podobny sposób akumulują mikroorganizmy. „Nietoperze, zjadając owady i pozostawiając odchody, co wieczór zbierają dla nas próbki ze środowiska”, mówi Serena Dool, główna badaczka otrzymująca wsparcie z programu działań „Maria Skłodowska-Curie”. Co miesiąc latem 2020 i 2021 roku 40 wolontariuszy projektu EcoScan zbierało odchody dwóch gatunków nietoperzy w 18 lokalizacjach we Francji. Naukowcy opracowali protokół łączący metagenomikę wirusową z metabarcodingiem obejmującym wiele taksonów i wykorzystali go do sekwencjonowania materiału genetycznego wirusów, grzybów, roślin, owadów i nietoperzy.
Dokładniejsze badanie eDNA
„Jednym z owoców naszego podejścia jest lista taksonów, która może stać się standardem w monitorowaniu różnorodności biologicznej eDNA. Możemy jednak również wnioskować o powiązaniach, takich jak interakcje troficzne lub między gospodarzami a ich mikrobiomem”, dodaje Dool. Stanowi to duży postęp w stosunku do istniejących metod. „Jeśli pobierze się próbkę DNA unoszącego się w powietrzu, można dowiedzieć się, że w okolicy przelatywał ptak i motyl, ale bardzo trudno jest stwierdzić, czy kiedykolwiek się spotkały”, wyjaśnia Dool. „Dzięki temu projektowi, uwzględniając odległości, jakie przemierzają nietoperze w poszukiwaniu pożywienia oraz ich szybki proces trawienia, możemy stwierdzić, że były w tym samym miejscu, w tym samym czasie”.
Monitorowanie nowej generacji
Wiele zespołów badawczych pracuje nad ulepszeniem metod monitorowania różnorodności biologicznej. Niektóre z nich, np. zespół projektu MEGAFAUNA, wykorzystują zautomatyzowane techniki monitorowania zwierząt. Inne, w tym zespół projektu BIOSCAN, używają metabarcodingu, aby przyjrzeć się interakcjom między gatunkami. Jednak Dool uważa, że pilnie potrzebne są metody, dzięki którym – podobnie jak w podejściu zastosowanym w projekcie EcoScan – można by oceniać wiele wzajemnie oddziałujących taksonów, w tym grup, takich jak grzyby i wirusy, które są często pomijane. Daje to przegląd zachodzących procesów ekologicznych i stanu ekosystemu. „Takie metody będą miały kluczowe znaczenie dla wdrażania szybkich interwencji, gdy zagrożone będą funkcje i usługi ekosystemowe”, mówi Dool.
Słowa kluczowe
EcoScan, nietoperze, monitorowanie różnorodności biologicznej, utrata różnorodności biologicznej, metagenomika, metabarcoding, zmiana klimatu, stan ekosystemu, procesy ekologiczne
