Dass Pflanzen bestimmte Partikel in die Luft abgeben, ist Allergikern bekannt. Durch das Vorhandensein von Pollen in der Luft können Wissenschaftler feststellen, welche Pflanzen in einem bestimmten Gebiet wachsen. Eine noch fortschrittlichere Technologie ist jedoch die Analyse der in die Luft freigesetzten Pflanzen-DNA. In letzter Zeit ist es eine der Möglichkeiten, Flora zu identifizieren. Wissenschaftler haben zuvor wässrige eDNA (ökologische DNA) verwendet, um Fische und andere Meeres- und Süßwasserorganismen zu identifizieren, ohne sie einzufangen. Ebenso kann die Untersuchung der eDNA im Boden die Anwesenheit von Tieren in einem bestimmten Gebiet aufdecken. Nun haben sich Wissenschaftler entschieden, mit der gleichen Technologie Pflanzen „aus der Luft“ zu identifizieren. Dank ihr müssen Spezialisten nicht mehr viel Zeit damit verbringen, Pflanzen zu inventarisieren, durch dornige Büsche oder Gräser zu waten, die von Zecken und Schlangen befallen sind.
Wissenschaftler schlagen vor, Pflanzen & # 171; aus der Luft & # 187; zu erforschen
Pflanzenidentifikationstechnologie durch eDNA in Luft
Zunächst untersuchten Experten Pollen in der Luft. Indem Sie es einfangen, können Sie feststellen, zu welcher Pflanzenart es gehört. Aber diese Technologie hat ihre Grenzen. Sie können nur den vom Wind verbreiteten Pollen fangen. Einige ihrer Arten werden jedoch ausschließlich von Insekten oder auf andere Weise getragen. Mark Johnson, ein Doktorand an der Texas Tech University, schlug vor, stattdessen eDNA zu untersuchen, die in Form von Pollen oder winzigen Fragmenten von Blättern, Blüten usw. in die Luft freigesetzt wird.
„Airborne DNA can verbessern unsere Fähigkeit, Biodiversität zu überwachen und zu studieren “, sagt Christine Bohmann, Molekularökologin an der Universität Kopenhagen.
Die Studie ergab, dass durch einfaches Erfassen und Analysieren der DNA von Pflanzen in der Luft Pflanzen genauso genau identifiziert werden können wie bei einem Spaziergang durch Wälder und Wiesen, in einigen Fällen sogar noch besser. Darüber hinaus kann dieser Ansatz dazu beitragen, zu verfolgen, wie sich der Klimawandel auf die Zusammensetzung der Pflanzen in einer bestimmten Region auswirkt. Außerdem können auf diese Weise invasive Pflanzenarten aufgespürt werden, bevor sie sich ausbreiten und schwer zu beseitigen sind. DNA wird übrigens nicht nur von Pflanzen, sondern auch von Insekten und sogar Menschen in die Luft abgegeben. Menschliche DNA kann jedoch nur wenige Meter entfernt fliegen, was es für Forensiker schwierig macht.
Luft enthält DNA von Pflanzen und anderen lebenden Organismen
Effizienz der Technologie zur Untersuchung der eDNA von Pflanzen in der Luft
Die Untersuchung der eDNA hat gezeigt, dass die Technologie ein vollständigeres Bild der Pflanzenwelt liefern kann. Ein Team von Wissenschaftlern hat an neun Standorten in der gut untersuchten grasbewachsenen Prärie der Universität Staubabscheider installiert, berichtete Science. Das Team sammelte ein Jahr lang alle paar Wochen Staub, extrahierte DNA und sequenzierte das Gen, um die Pflanzen zu identifizieren. Im Frühjahr und Herbst haben wir die Pflanzen auch persönlich untersucht, indem wir durch das Territorium spazierten.
Als Ergebnis wurden 80 Pflanzenarten mit der traditionellen Methode identifiziert und die Untersuchung der Luft-DNA zeigte 91 Pflanzenarten. Moderne Technologie hat es möglich gemacht, mehr Arten von Kräutern zu identifizieren. Wie sich herausstellte, enthielt die Luft DNA von kleinen Blumen, die bei einer persönlichen Inspektion des Territoriums leicht zu übersehen sind. Darüber hinaus fangen die Filter Pilz-DNA zusammen mit Pflanzen-DNA ein. Die Forscher konnten auch die DNA von Insekten, Regenwürmern und Nacktschnecken isolieren.
„Möglicherweise ist die DNA der Luft unglaublich vielfältig und repräsentativ für die ganze Vielfalt lebender Organismen“, & # 8212; sagt Fabian Roger, Ökologe an der ETH Zürich.
eDNA zeigte zwar nur einen kleinen Bruchteil der bekannten Insektenarten. Die Forscher hoffen jedoch, die Empfindlichkeit der Instrumente zu verbessern und besser zu verstehen, wie Wind und andere Bedingungen die DNA-Sammlung beeinflussen, was weitere Verbesserungen der Technologie ermöglichen wird.
Luftgetragene eDNA-Studie enthüllt Insekten, die im Untersuchungsgebiet leben
Wissenschaftler “sammeln” die DNA von Pflanzen in der Luft
Bestehende Fallen verlassen sich normalerweise auf den natürlichen Luftstrom, um eDNA-Partikel zu transportieren, aber die Konzentrationen können sehr niedrig sein. Vermutlich erhöhen Filter oder Fallen, die mit Ventilatoren für die Luftansaugung ausgestattet sind, die Effizienz.
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Aber nicht alle Wissenschaftler halten diese Technologie für vielversprechend. Joseph Crane, Miteigentümer von Jonah Ventures, einer Kommerzialisierung der eDNA-Forschung, glaubt beispielsweise, dass spektroskopische Messungen aus dem Weltraum am besten funktionieren. Und die Technologie zur Erforschung von eDNA in Luft habe kein Expansionspotenzial.
Andererseits gibt es ein Beispiel dafür, wie sich die Erforschung wässriger eDNA in den letzten Jahren entwickelt habe. Daher schlagen viele Wissenschaftler vor, dass eDNA aus der Luft für die Erforschung des terrestrischen Lebens möglicherweise nicht weniger vielversprechend ist. Wir haben vorhin ausführlich über DNA gesprochen.