Станции мониторинга качества воздуха предоставляют данные о биоразнообразии

Измерительные станции, контролирующие качество воздуха по всему миру, могут сыграть решающую роль в документировании состояния глобального биоразнообразия. Исследование канадских и британских ученых показывает, что образцы воздуха содержат экологическую ДНК (эДНК) животных и растений – и таким образом являются «сокровищницей» ранее скрытых данных о биоразнообразии.

Помимо климатического кризиса, потеря биоразнообразия является одной из величайших планетарных проблем, как было подчеркнуто на Конференции ООН по биологическому разнообразию в декабре. Однако эту потерю трудно оценить количественно. «Проблема, на которую часто ссылаются, заключается в отсутствии необходимой инфраструктуры для глобального мониторинга», – объясняет исследовательская группа в научном журнале «Current Biology», – и оспаривает это утверждение своим исследованием. 

Огромный источник данных о биоразнообразии

На самом деле, уже существует глобальная сеть, которая может предоставить информацию о развитии и состоянии биоразнообразия, пишет команда, указывая на измерительные станции для мониторинга качества воздуха. «Эти сети существуют уже несколько десятилетий, но мы не задумывались об экологической ценности образцов, которые они собирают, – поясняет в своем заявлении Элизабет Клэр из Йоркского университета Торонто.

Эти сети являются огромным и ранее неиспользованным источником данных о биоразнообразии, добавляет Эндрю Браун из Национальной физической лаборатории (NPL) в Теддингтоне, Великобритания. Подход был вдохновлен двумя более ранними исследованиями, которые показали, например, что виды в зоопарках могут быть идентифицированы с помощью образцов воздуха. 

Это натолкнуло Брауна и его коллег на мысль использовать станции мониторинга качества воздуха для поиска эДНК. Исследователи извлекли и проанализировали эту экологическую ДНК с двух станций мониторинга в Лондоне и Шотландии. 

Поворотный момент для мониторинга биоразнообразия 

«Всего на двух участках мы обнаружили эДНК более 180 различных растений и животных», – говорит биолог Клэр. В список вошли такие животные, как барсуки, дормисы, ежи и прудовые тритоны, такие деревья, как ясень, липа, сосна, ива и дуб, и такие растения, как тысячелистник, мальва и маргаритка. Команда также обнаружила генетический материал 34 видов птиц.

По мнению первого автора Джоанн Литтлфэйр из Лондонского университета королевы Марии, эти данные содержат огромный потенциал: «Это может оказаться абсолютным поворотным пунктом в регистрации и мониторинге биоразнообразия». По ее словам, почти в каждой стране есть сеть мониторинга загрязнения воздуха. В Германии сотни измерительных станций ежедневно следят за качеством воздуха.

«Это может решить глобальную проблему, а именно, как измерить биоразнообразие в больших масштабах», – сказала Литтлфэйр. Кроме того, в некоторых случаях образцы будут храниться десятилетиями, что позволит проводить ретроспективный анализ развития биоразнообразия. Сейчас необходимы глобальные усилия для использования содержащейся в них информации, а также стандартизированный протокол для сбора новых данных, сказал он.

Ученые не упоминают о возможных этических аспектах или защите данных. Этот вопрос был недавно рассмотрен в исследовании, опубликованном в журнале Nature Ecology & Evolution. Согласно этому исследованию, идентифицируемый генетический материал человека также может быть собран во время сбора эДНК – в удивительных количествах и хорошего качества.

«В большинстве случаев качество почти такое же, как если бы вы взяли образец у человека», – пояснил автор исследования Дэвид Даффи из Университета Флориды. Поэтому необходимо взвесить возможные преимущества исследований эДНК и защиту данных.