Pasożytnicze osadowe DNA ujawnia wprowadzenie ryb do europejskiego wysokogórskiego jeziora w VII wieku

W badaniu opublikowanym w Nature Communications, naukowcy wykorzystali pasożytnicze osadowe DNA, aby ujawnić starożytne wprowadzenie gatunków ryb do europejskiego wysokogórskiego jeziora, datowane na VII wiek. Odkrycie to zmienia nasze rozumienie historycznych interakcji człowiek-środowisko. Pokazuje również potencjał analiz osadowego starożytnego DNA (sedaDNA) w rekonstrukcji przeszłych wydarzeń ekologicznych i antropogenicznych. Badanie koncentrowało się na odległym alpejskim jeziorze w Europie. Naukowcy przeanalizowali rdzenie osadów obejmujące tysiąclecia, ekstrahując i sekwencjonując zachowane fragmenty DNA z organizmów pasożytniczych, o których wiadomo, że infekują ryby. Te markery DNA pasożytów służyły jako wskaźniki obecności ryb i wprowadzeń za pośrednictwem człowieka, oferując wskaźnik zastępczy do rekonstrukcji historii ekologicznych. Osadowe DNA (sedaDNA) odnosi się do materiału genetycznego zachowanego w osadach środowiskowych. Badanie podkreślało pasożytnicze DNA związane z określonymi żywicielami ryb, dostarczając subtelnego sygnału dynamiki populacji ryb i wprowadzeń. To rozróżnienie jest kluczowe, ponieważ pasożyty często migrują razem ze swoimi żywicielami. Zespół badawczy połączył pobieranie próbek rdzeni osadów, protokoły ekstrakcji starożytnego DNA i sekwencjonowanie o wysokiej przepustowości. Zidentyfikowali taksony pasożytów, aby odróżnić endemiczne populacje pasożytów od tych wprowadzonych z nierodzimymi gatunkami ryb. Warstwy osadowe odpowiadające wczesnemu średniowieczu wykazywały sygnały DNA pasożytów związane z rybami nienależącymi do jeziora. Dowody te są zgodne z hipotezami historycznymi sugerującymi wprowadzenie ryb przez człowieka. Wprowadzenia te mogły być motywowane potrzebami egzystencjalnymi lub zarządzaniem zasobami. Obecność nierodzimych pasożytów ryb sugeruje, że działalność człowieka zmieniła skład bioty jeziornej wieki wcześniej niż udokumentowano. Badanie to potwierdza użyteczność pasożytniczego sedaDNA jako bioindykatora, który może wykrywać zmiany ekologiczne związane z inwazją gatunków. Podejście to oferuje wskaźnik zastępczy do zrozumienia ekologii chorób w przeszłości. Uznanie, że wprowadzenie ryb nastąpiło ponad tysiąc lat temu, zmusza współczesnych decydentów do integracji historycznych linii bazowych. Badanie podkreśla możliwości rozdzielczości czasowej osadowego DNA. Naukowcy osiągnęli precyzyjne mapowanie chronologiczne pojawiania się i znikania DNA pasożytów. Zespół badawczy podkreśla, że rdzenie osadów z innych wysokogórskich jezior mogą zawierać niewykorzystane archiwa DNA pasożytów. Starożytne DNA jest podatne na degradację i zanieczyszczenie. Innowacje w technikach izolacji i kontroli zanieczyszczeń miały kluczowe znaczenie dla odzyskiwania informacyjnych sekwencji. Badanie to stanowi przekonujący argument za pasożytniczym osadowym DNA jako soczewką do rekonstrukcji przeszłej bioróżnorodności i wpływu antropogenicznego. Wyniki ujawniają historię, w której starożytne społeczności manipulowały swoim środowiskiem. Ta interakcja historycznie kształtowała trajektorie ekosystemów, które nadal wpływają na współczesne wzorce bioróżnorodności i zdrowie ekologiczne. Integracja pasożytniczego sedaDNA z wielowskaźnikowymi rekonstrukcjami środowiskowymi obiecuje zrewolucjonizować badania paleobiologiczne.