나뭇잎을 면봉으로 닦아서 종을 찾으세요. 또는 eDNA 덕분에 50개

2022년 6월 우간다 키발레 국립공원에서 나뭇잎을 채취하는 실험에 착수했을 때,Christina Lynggaard, Jan Gogarten 및 Patrick Omeja는 기대가 거의 또는 전혀 없었습니다.

이 아이디어는 공중에서 수집된 DNA 샘플의 도움을 받아 생물 다양성을 모니터링하는 Lynggaard의 이전 작업에서 비롯되었습니다. "동물 DNA가 우리 주변의 공기 중에 있다면 아마도 그것은 끈적끈적한 표면에 자리를 잡고 달라붙을 것입니다."라고 독일 헬름홀츠 원헬스 연구소(Helmholtz Institute for One Health)와 코펜하겐 대학교 글로벌 연구소(Global Institute)의 과학자 Lynggaard는 Mongabay에 말했습니다. “공기 중에 나뭇잎에 있는 정착 DNA를 간단히 수집할 수 있을까요?”

그러나 열대우림은 가혹하고 습한 환경입니다. DNA가 그곳에서 빠르게 분해될 수 있다고 가정했을 때, 팀은 큰 희망을 품지 않았습니다.

결과가 나올 때까지 그들은 "깜짝 놀랐다".

연구자들은 포유류, 새, 설치류를 포함한 50종의 동물을 식별했는데, 모두 1시간 남짓(정확히 말하면 72분) 동안 나뭇잎을 면봉으로 닦는 것만으로도 모두 검출되었습니다. 8월에 Current Biology 저널에 발표된 연구에서 팀은 지상 환경에서 DNA 샘플링의 빠르고 비용 효율적인 기술을 설명했습니다.

“DNA를 고정하기 위해 액체로 채워진 수집 튜브가 달린 면봉과 장갑만 있으면 됩니다. 그리고 3분이면 나뭇잎을 면봉으로 닦을 수 있습니다.” 독일 그라이프스발트 대학의 헬름홀츠 연구소와 응용 동물학 및 자연 보존 연구 그룹의 공동 저자인 Gogarten이 이메일 인터뷰에서 Mongabay에 말했습니다.

환경 DNA(eDNA)는 동물이 털, 배설물, 털, 타액을 통해 남긴 유전 물질입니다. 한동안 과학자들은 바다, 강, 공기, 숲, 심지어 세계에서 가장 높은 산을 포함한 다양한 생태계에 서식하는 생물 다양성을 이해하기 위해 eDNA를 수집, 테스트 및 분석해 왔습니다. 이 방법론은 넓은 영역을 조사할 수 있는 능력과 비침습적 특성으로 인해 최근 몇 년간 점점 더 대중화되었습니다. eDNA에 대한 관심이 높아지면서 물 샘플을 수집하는 드론부터 낙엽과 토양을 수집하는 로봇 로버에 이르기까지 샘플링 기술의 혁신이 촉진되었습니다.

그러나 환경 DNA 테스트는 다른 생태계보다 일부 생태계를 조사하는 데 더 많이 사용되었습니다. Gogarten은 "수생 시스템의 경우 eDNA는 보존 생물학자와 어업 관리자의 툴킷에 확실히 합류했습니다."라고 말했습니다. “사람들은 단순히 물을 걸러내고 동물 DNA를 찾습니다. 이 접근 방식은 매우 까다로운 조사 기술을 대체했습니다.”

그러나 지상파 환경에서는 조금 더 복잡해집니다. Gogarten은 육상 동물과 접촉한 무척추동물은 토양 및 공기 샘플과 마찬가지로 신뢰할 수 있는 eDNA 공급원임이 입증되었다고 말했습니다. 그러나 이러한 샘플링 방법은 아직 연구자와 야생동물 관리자에 의해 널리 채택되지 않았습니다.

그는 “무척추동물이나 토양, 공기 샘플 등에서 eDNA를 수집하는 데 시간이 많이 걸리고 상당한 장비와 훈련이 필요하기 때문”이라고 말했다. "처리 과정에도 상당한 시간이 소요되므로 물 샘플을 사용하여 자주 볼 수 있는 대형 샘플은 제외됩니다."

이러한 맥락에서 연구팀은 DNA를 수집하기 위해 잎을 면봉으로 채취하는 것의 타당성을 테스트하기 시작했습니다.

실험의 일환으로 팀은 침팬지와 기타 영장류로 가장 잘 알려진 Kibale의 세 곳에서 샘플을 수집하기 위해 24개의 면봉을 사용했습니다. 더 많은 종의 다양성을 보장하기 위해 그들은 땅에 더 가까운 식물과 머리 위의 식물에서 샘플을 수집했습니다.

"샘플 수집은 정말 간단했습니다. 장갑을 끼고 면봉을 풀고 DNA를 보존하는 용액에 담근 다음 3분 동안 면봉으로 모든 잎을 닦았습니다."라고 공동 저자이자 수석 연구원인 Patrick Omeja는 말했습니다. Kampala에 있는 Makerere University의 현장 책임자이자 이메일 인터뷰에서 Mongabay에 말했습니다. “코끼리가 현장에 도착하기 때문에 빨리 그 지역을 떠나야 할 경우, 짐을 싸서 들고 다닐 장비나 무거운 배터리가 없다는 점도 장점입니다.”