Тори Роджърс се изковава през панамската тропическа гора, държейки кофа с изгнило свинско месо. Ученият за дивата природа е на мисия да събира мухи - стотици и стотици от тях, ако има късмет. Далеч от вредителите в джунглата, той вижда тези бръмчащи, преливащи се зелени насекоми като полезни лаборантски помощници, даващи му възможност да направи равносметка на жителите на застрашени тропически гори по целия свят.
Един от начините за измерване на здравето на една гора е да се увеличи биологичното й разнообразие или богатството на растения и животни, които са вътре в тях. Учените се впускат в този вид преброяване на горите, за да наблюдават бракониерството или да планират напредъка на усилията за опазване. Но тропическите гори представляват особено предизвикателство: трябва да преходите километри през гъста зеленина, търсейки неуловими животни, които могат да излязат само през нощта и, о, да, те са пълни с неща, които могат да ви убият.
Затова обикновено се прави от еколози, които са добре запознати с екосистемата на джунглата и фауната, които живеят там. Тези зоолози знаят как да се ориентират в непокътнатата земя, точно да идентифицират дневните и нощните създания и да поставят скрити капани за камери, за да снимат най-неуловимите диви животни. Проблемът е, че тези видове горски преходи, специалистите по фауна са толкова редки, колкото дивата природа, която те проследяват.
И без такова преброяване усилията за опазване са безрезултатни. „Кажете, че предлагате природен резерват и влагате тонове ресурси в опазването на този район ... добре свърши ли нещо от това? Губим ли видове или оказваме положително въздействие? “, Пита Роджърс, научен сътрудник в отдела за ресурси на дивата природа на Държавния университет в Юта.
Ето защо Роджърс е включил няколко малко вероятни помощници, които да направят своите проучвания за дивата природа за него: мърша мухи. За тези чистачи дъждовната гора е огромен бюфет, включващ ястия от трупове до гнойни рани на живи животни до всеки въображаем тип копър. Всяка хапка записва отделна ДНК проба от това ядене в червата на мухите, докато излезе другият край. Както Роджърс и неговите колеги докладват в скорошно проучване в списанието Molecular Ecology Resources, изследователите могат да използват това ДНК, за да създадат преброяване на най-неуловимите бозайници в джунглата.
Оуен Макмилан, еволюционен биолог от Smithsonian's Tropical Research Institute (STRI) в Панама, който беше съавтор на изследването, признава, че схемата на Роджър за улавяне на многообразието на цяла тропическа гора, използвайки само мухи, е неортодоксална. "Може да звучи харебрирано", казва той, "но не е, ако мислите за начина, по който тези мухи изкарват прехраната си."
Като въздушни фуражи, това семейство мухи може да вземе проба почти всеки вид животни от тропическите гори. ДНК на всеки организъм присъства в цялата му биологична материя, от кръв до пука, и осигурява генетичен маркер, който може да бъде идентифициран. Ако изследователите по някакъв начин могат да извадят цялата ДНК в тропическа гора, те биха имали пълна картина на всичко, което живее там. „Ето къде му помагат мухите“, казва Роджърс. "Те излизат и правят пробата за нас."
През 2015 г. Роджърс пътува надолу до остров Баро Колорадо, гъсто залесен остров насред Панамския канал и подлага на изпитание идеята си за изследване на мухата. Той изработи 16 прости капани за мухи от две пластмасови бутилки за вода, свързани като часовници. Всяка от тях съдържаше залък от свинско месо като стръв, който се държеше най-вече извън обсега на мухите от параван.
След няколко неуспешни изпитания, Роджърс научил, че мухите са придирчиви ядци. Предпочитаха месо, което беше оставено на слънце, докато стигне до онова сладко място на току-що избягалата фънк. „Те ще стигнат до гниене на месо наистина бързо“, казва той, „трябваше да го загният, което беше доста отвратително.“
След като разбрал диетичните предпочитания на мухите, капаните започнали да се пълнят с затворени мухи толкова бързо, че се наложило да ги изпразва два пъти на ден. За съжаление за тях опитът да се почерпи с изгнилото свинско месо би се оказал фатална грешка: Роджърс ги върна в лабораторията, флаш ги замрази, наряза ги на парчета и ги смила в паста, за да може да извлече ДНК от вътрешностите им,
За да открие дори най-редките животни в червата на мухите, той ще трябва да използва техника за амплификация на ДНК, за да размножава специални региони само от погълнатите клетки на бозайниците. Целта беше да се изберат определени молекулярни маркери, които са региони в генома, които служат като баркодове. Тези къси фрагменти могат да бъдат съпоставени с база данни от над 5000 бозайници и по-малка база данни от видове, за които се знае, че съществуват на острова.
Той събра над 1000 мухи в продължение на три месеца, като събра достатъчно данни за ДНК на червата, за да се сравни с осем години традиционните проучвания, събрани преди това на острова. Точно както Роджърс е предвидил, мухите се заобикалят; изследователите открили 20 вида бозайници, четири вида птици и един вид гущер. „Беше изненадващо точно”, казва Макмилан. „Поне толкова точно като ходене през гората.“
Не само това, но и данните бяха далеч по-богати от предишните проучвания, защото секвенцията на ДНК генерира милиони точки от данни. "Все още трябва да филтрирате неща, които по същество са шум ... като свинско месо", казва Макмилан. Но веднъж филтрирани, фрагментите на ДНК на бозайниците, амплифицирани от мухите, отразяват видовия състав, очакван в тропическите гори на остров Баро Колорадо.
Имаше обаче няколко забележителни изключения. Любопитното е, че те не намериха баркодове, които съответстваха на трите най-разпространени бозайници: нямаше следа от рогонтиновите агути, като бели носови коати, подобни на миеща мечка, или кофата, която прилича на клякаща роднина на елени. Роджърс смята, че това има общо с присъщите пристрастия на неговите лаборатории. Разпръскването на agouti например не е особено апетитно на мухите. „Това е наистина трудно и може би по-трудно и по-малко привлекателно“, казва той.
Конрад Жилет, ентомолог от Хавайския университет, който също използва молекулярни техники за изследване на червата на насекомите, се съгласи, че тези диетични навици на мухата могат да бъдат значително пристрастие. Други проучвания са използвали бъгове като комари и житни бръмбари, избор на насекомото на Жилет и могат да бъдат добавени към проучвания на тропическите гори, за да се увеличи разнообразието открити бозайници.
Все пак това е бърз и ефективен метод за изследване на разнообразието, който може да бъде използван в много среди, казва Жилет. „Определено е нещо, което си струва да се проучи“, казва Жилет. „В момента не съм сигурен дали на [мухите] може да се разчита изключително за изследване, но като допълнително приложение. Това е нещо, което трябва да се има предвид. ”Простотата на техниката я прави още по-привлекателна. "Това е просто обесване на свинско месо в гората", казва Макмилан.
След като опита този метод на проучване в добре проучена гора, Макмилън се надява подходът да бъде използван в други условия, където фауната все още е загадка. Това ще представлява още едно предизвикателство: за разлика от Баро Колорадо, много гори са пълни с животни, които все още не са назовани, камо ли да им е присвоен ДНК баркод. Но тъй като баркодирането на ДНК става все по-често и базата данни нараства, изследователите смятат, че ще могат да открият дори редките видове, които е трудно да се проследят от гледна точка на опазването.
„Тъй като остров Баро Колорадо е изучаван толкова много от толкова учени от толкова дълго време, можете да го поставите в по-широкия контекст“, казва Макмилан.
Още по-добре, на Земята няма заплашена гора, която да няма мухи. „Тази група мухи присъства по целия свят. Те са често срещани във всяко едно местообитание “, казва Роджърс. Благодарение на тези креативни учени и тяхната харебрирана идея може да се наложи да считаме тези повсеместни насекоми не просто за досадни неприятности, а за ценни природозащитници.
