Torrey Rodgers proplouvá panamským deštným pralesem a drží kbelík hnijícího vepřového masa. Vědec volně žijících živočichů je na misi sbírat mouchy - stovky a stovky z nich, pokud má štěstí. Daleko od džunglích škůdců vidí tyto bzučivé, duhově zelené hmyzy jako užitečné laboratorní pomocníky, které mu umožňují inventarizovat obyvatele ohrožených deštných pralesů po celém světě.
Jedním ze způsobů, jak měřit zdraví lesa, je vyrovnat jeho biologickou rozmanitost nebo bohatství rostlin a zvířat, které se v něm hemží. Vědci se pustí do tohoto druhu sčítání lesů, aby sledovali pytláctví nebo mapovali pokrok v úsilí o zachování. Ale deštné pralesy představují zvláštní výzvu: Musíte projít kilometry hustou zelení, hledat nepolapitelná zvířata, která by mohla vyjít jen v noci, a ano jo, jsou plná věcí, které vás mohou zabít.
To je důvod, proč to obvykle dělají ekologové, kteří dobře znají ekosystém džungle a faunu, která tam žije. Tito zoologové vědí, jak se orientovat v nezkrotné zemi, přesně identifikovat denní a noční stvoření a umístit skryté pasti na fotoaparát, aby vyfotografovali nejnepolapodobnější divokou zvěř. Potíž je v tom, že tito odborníci na lesní trekking a faunu jsou tak vzácní jako divoká zvěř, kterou sledují.
A bez takového sčítání lidu je úsilí o záchranu zbytečné. "Řekněme, že navrhujete přírodní rezervaci, a vy jste do ochrany této oblasti vložili spoustu zdrojů ... dobře fungovalo něco z toho?" Ztrácíme druhy nebo máme pozitivní dopad? “Ptá se Rodgers, výzkumný pracovník na Katedře divokých zdrojů Utah State University.
To je důvod, proč Rodgers narukoval některé nepravděpodobné pomocníky, kteří by mohli dělat jeho průzkumy volně žijících živočichů: moucha mršiny. Pro tyto mrchožrouty je deštný prales bohatý bufet s pokrmy od jatečně upravených těl po rány na živých zvířatech až po každý představitelný druh hovna. Každé sousto zaznamenává ve střevech mouchy samostatný vzorek DNA tohoto jídla, dokud nevyjde na druhý konec. Nyní, jak Rodgers a jeho kolegové informují v nedávné studii v časopise Molecular Ecology Resources, mohou vědci použít tuto DNA k vybudování sčítání nejuspornějších savců džungle.
Owen McMillan, evoluční biolog v Smithsonianově tropickém výzkumném institutu (STRI) v Panamě, který byl spoluautorem této studie, uznává, že Rodgerovo schéma zachycení rozmanitosti celého deštného pralesa pomocí pouze mušek je neortodoxní. "Může to znít skrytě, " říká, "ale není tomu tak, pokud si myslíte o způsobu, jakým tyto mouchy vydělávají na živobytí."
Tato rodina mušek může jako vzorkové sekačky ve vzduchu vzorkovat prakticky jakýkoli druh deštného pralesa. DNA každého organismu je přítomna ve všech svých biologických látkách, od krve po hovno, a poskytuje identifikovatelný genetický marker. Pokud by si vědci mohli nějak vyzkoušet veškerou DNA v deštném pralese, měli by ucelený obrázek o všem, co tam žije. "Právě tam se hodí mouchy, " říká Rodgers. "Jdou ven a dělají nám vzorky."
V roce 2015 se Rodgers vydal na ostrov Barro Colorado, hustě zalesněný ostrov uprostřed Panamského průplavu, a otestoval svůj nápad na průzkum mušek. Vyrobil 16 jednoduchých pastí na mouchy ze dvou plastových lahví na vodu, spojených jako přesýpací hodiny. Každý z nich obsahoval vepřové sádlo jako návnadu, která byla většinou mimo dosah mušek pomocí obrazovky.
Po několika neúspěšných pokusech se Rodgers dozvěděl, že mouchy jsou vybíraví jedlíci. Dávali přednost masu, které zůstalo na slunci, dokud nedosáhlo sladké skvrny právě žluklé funky. "Přijdou k hnilobě masa opravdu rychle, " říká, "musel jsem to předehnit, což bylo dost nechutné."
Jakmile zjistil stravovací preference mouchy, pasti se začaly naplňovat uvězněnými mouchami tak rychle, že je musel vyprazdňovat dvakrát denně. Bohužel pro ně, pokus o hostinu na hnijícím vepřovém by se ukázal být osudnou chybou: Rodgers je přivedl zpět do laboratoře, rychle je zmrazil, zastrčil je do kousků a rozemelel na pastu, aby bylo možné extrahovat DNA z jejich vnitřností .
Aby mohl odhalit i ta nejvzácnější zvířata ve střevech mouchy, musel by použít techniku amplifikace DNA, aby rozmnožil speciální oblasti pouze z požitých savčích buněk. Cílem bylo vybrat určité molekulární markery, což jsou oblasti v genomu, které slouží jako čárové kódy. Tyto krátké fragmenty lze porovnat s databází více než 5 000 savců a menší databází druhů, o nichž je na ostrově známo.
Během tří měsíců shromáždil více než 1 000 mušek a shromáždil dostatek údajů o střevní DNA pro srovnání s osmi lety tradičních průzkumů dříve shromážděných na ostrově. Jak Rodgers předpovídal, mouchy se obešly; vědci zjistili 20 druhů savců, čtyři druhy ptáků a jeden ještěrka. "Bylo to překvapivě přesné, " říká McMillan. "Alespoň tak přesná jako procházka lesem."
Nejen to, ale data byla mnohem bohatší než předchozí průzkumy, protože sekvenování DNA vytváří miliony datových bodů. "Stále musíte odfiltrovat věci, které jsou v podstatě hlukem ... jako vepřové maso, " říká McMillan. Ale jakmile se filtrují, fragmenty savčí DNA amplifikované z vnitřností mouchy úzce odrážejí druhové složení očekávané v deštném pralese na ostrově Barro Colorado.
Vyskytlo se však několik pozoruhodných výjimek. Zvědavě nenašli čárové kódy, které se shodovaly se třemi nejhojnějšími savci: Nebyly tam žádné stopy po rodentine agouti, mývalovité jako bílý nos s nosem nebo kýbl, který vypadá jako dřepý příbuzný jelena. Rodgers věří, že to souvisí s vlastní zaujatostí jeho laboratorních asistentů. Například agtův scat není zvlášť přitažlivý pro mouchy. "Je to opravdu těžké a možná obtížnější a méně přitažlivé, " říká.
Conrad Gillett, entomolog z University of Hawai'i, který také používá molekulární techniky ke studiu vnitřností hmyzu, souhlasil s tím, že tyto stravovací návyky by mohly být značnou zaujatostí. Jiné studie použily chyby, jako jsou komáři a hnůj, Gillettův hmyzí hmyz, a mohou být přidány do průzkumů deštného pralesa, aby se zvýšila rozmanitost detekovaných savců.
Přesto jde o rychlou a efektivní metodu průzkumu rozmanitosti, která by mohla být použita v mnoha prostředích, říká Gillett. "Určitě je to něco, co stojí za to prozkoumat, " říká Gillett. "Teď si nejsem jistý, zda se na [mouchy] lze spolehnout výhradně pro průzkum, ale jako doplněk, absolutně." Je to něco, co je třeba vzít v úvahu. “Jednoduchost této techniky je ještě přitažlivější. "Je to jen zavěšení vepřového masa v lese, " říká McMillan.
Poté, co vyzkoušel tuto metodu průzkumu v dobře prozkoumaném lese, McMillan doufá, že tento přístup lze použít i v jiných prostředích, kde je fauna stále záhadou. To bude představovat další výzvu: Na rozdíl od Barra Colorado je mnoho lesů naplněno zvířaty, která ještě musí být pojmenována, natož čárový kód DNA. Ale jak se čárový kód DNA stává běžnějším a databáze rostou, vědci se domnívají, že budou schopni detekovat i vzácné druhy, které je z hlediska ochrany obtížné sledovat.
"Protože ostrov Barro Colorado byl tak dlouho studován tolika vědci, můžete ho uvést do širšího kontextu, " říká McMillan.
Ještě lepší je, že na Zemi neexistuje ohrožený les, který nemá mouchy. "Tato skupina much je přítomna po celém světě." Jsou běžné v každém stanovišti, “říká Rodgers. Díky těmto kreativním vědcům a jejich skotačené myšlence možná budeme muset považovat tyto všudypřítomné hmyzy nejen za obtěžující obtíže, ale za hodnotné ochránce přírody samy o sobě.
