Projekt ARRS: Mreže pajkov kot vir okoljske DNA
Opis raziskovalnega projekta
Aplikacija bioloških podatkov na pomembna družbena vprašanja je v glavnem omejena s pravilno identifikacijo osebkov. Tradicionalne metode monitoringa vrst in identifikacije osebkov se zanašajo na morfološke in vedenjske znake, te metode pa imajo dobro znane pomanjkljivosti. To so npr. časovna potratnost, redka taksonomska strokovnost, problematična diagnoza, invazivnost vzorčenja, itd. Tradicionalne metode so zato pogosto neprimerne in ne zmorejo delovnega napora, potrebnega za monitoring okolja, povezan z modernimi izzivi, kot so hitro izginjanje biotske pestrosti, klimatske spremembe in invazivne vrste.
Novi molekulski pristopi, kot je vzorčenje okoljske DNA (eDNA), to je pridobitev genetskega materiala neposredno iz okolja in v odsotnosti izvornega biološkega materiala, lahko potencialno premostijo številne omejitve tradicionalnega monitoringa biotske pestrosti. Več tkiv živih organizmov predstavlja možen vir eDNA, npr. urin, iztrebki, integument in izvencelična DNA. Okoljska DNA je prisotna v vseh medijih, npr. v prsti, vodi in permafrostu, njena obstojnost pa je v odvisnosti od medija lahko med nekaj tedni in več sto tisoč leti. Pomnoževanje eDNA je mogoče s ciljanjem določene vrste, ali pa s pomnoževanjem genetskega materiala več vrst (t.i. »metabarcoding«). Temu ustrezno je eDNA vedno pogosteje uporabljana za naslavljanje ključnih vprašanj v temeljnih in aplikativnih področjih znanosti, npr. ekologiji, molekulski biologiji, naravovarstvu in paleontologiji. V tem kontekstu tukaj predlagam raziskavo potencialne uporabe pajčjih mrež kot vira eDNA.
Pajki so izjemno raznovrstni in številčni, so dominantni plenilci, njihove mreže pa so izredno raznovrstne v zgradbi, velikosti in mikrohabitatu ter so prilagojene visoki raznolikosti plena. V dveh nedavnih študijah mrež pajkov so ugotovili, da mreže vsebujejo sledi DNA pajkov in njihovega plena. V tem kontekstu bi lahko genetski material, pridobljen iz pajčjih mrež, predstavljal novo, neinvazivno orodje za identifikacijo organizmov, vendar metoda ostaja skoraj neraziskana. Pajčje mreže so pogoste in jih lahko enostavno nabiramo, zato lahko eDNA potencialno predstavlja alternativo tradicionalnim metodam vzorčenja. Prav tako eDNA lahko predstavlja novo metodo v raziskovanju interakcij med pajki in njihovim plenom. Uporabljeno širše bi eDNA lahko predstavljala edinstveno priložnost v raziskovanju različnih splošnih vprašanj, povezanih z združbami členonožcev, brez potrebe po dejanskem vzorčenju živali. Zraven živalske eDNA bi lahko pajčje mreže vsebovale tudi genetski material drugih organizmov. Znano je, da se na pajčjih mrežah pasivno nabira pelod in spore gliv.
Ob ugotavljanju oddaljenosti organizmov od sledi njihove DNA je ključno upoštevati prostorsko in časovno komponento eDNA. V tem kontekstu mreže pajkov potencialno predstavljajo nov in učinkovit vir eDNA: na mrežah se nalaga DNA iz zračnega stolpca, ki je slabo raziskan vir eDNA, v primerjavi s sedimentom ali vodo pa verjetno vsebuje natančnejše prostorske in časovne podatke. V predlaganem projektu imam cilj testirati uporabnost različnih tipov mrež kot vira eDNA, kako faktorji, ki degradirajo DNA (UV svetloba, temperatura in vlažnost) vplivajo na uspešnost zaznave eDNA, in raziskati ali se eDNA določenih tipov organizmov (členonožci, glive, rastline) bolje nalagajo na določeni tipih mrež. Pričakujem, da bo predlagan projekt vzpostavil prvo osnovo za prihodnje raziskave eDNA iz mrež pajkov. Uporabnost te osnove ima velik potencial, od področij kot so monitoring biotske pestrosti, živalske prehrane, invazivnih vrst, klimatskih sprememb, do študij združb členonožcev, rastlin in gliv, kakor tudi testiranje eDNA v kontekstu metabarcoding-a.
Sestava projektne skupine
Financiranje
Projekt financira Javna agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije (ARRS) preko razpisa Javni razpis za (so)financiranje raziskovalnih projektov za leto 2017.
Faze projekta in njihova realizacija
Projekt se je začel.
Bibliografske reference, ki izhajajo neposredno iz izvajanja projekta
Projekt še ni rezultiral v bibliografskih referencah.