DNA สิ่งแวดล้อมเผยให้เห็นผู้อยู่อาศัยในแนวปะการังลับ

แนวประการัง

เครดิต: Unsplash/CC0 สาธารณสมบัติ

ทีมวิจัยระดับนานาชาติใช้การเก็บตัวอย่างน้ำทะเลจากทั่วโลกเพื่อเปิดเผยว่าปลาในแนวปะการังเขตร้อนตัวใดเกิดขึ้นที่ใด เพื่อระบุสายพันธุ์และครอบครัว พวกเขาประสบความสำเร็จในการใช้ DNA ที่ตกค้างจากสัตว์ที่อยู่ในน้ำ แต่ไม่สามารถติดตามปลาได้ทั้งหมดด้วยวิธีนี้

แนวปะการังเขตร้อนมีสีสันสวยงามและอุดมไปด้วยสายพันธุ์ ความหลากหลายของปลานั้นสูงเป็นพิเศษ: นักวิจัยคาดการณ์ว่าแนวปะการังเป็นที่อยู่อาศัยของปลามากถึง 8,000 สายพันธุ์ทั่วโลก

อย่างไรก็ตาม ภาวะโลกร้อนและกิจกรรมของมนุษย์ทำให้แนวปะการังหายไปในอัตราที่น่าตกใจ และจำนวนปลาในแนวปะการังมีกี่ชนิดและแหล่งที่กระจายไปนั้นยังไม่สามารถหาปริมาณได้อย่างแม่นยำ

เหตุผลหนึ่งคือ ปลาหลายชนิดมีชีวิตที่ซ่อนเร้น มีความคล้ายคลึงกันมาก หรืออาศัยอยู่บางส่วนในทะเลเปิด จึงทำให้ตรวจจับได้ยาก ในการบันทึกการปรากฏตัวของปลาในพื้นที่ การวิจัยความหลากหลายทางชีวภาพส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการสังเกตด้วยตาเปล่าโดยนักดำน้ำ (หรือการจับปลา)

ขณะนี้ วิธีการใหม่กำลังเข้าสู่นิเวศวิทยาที่หลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว นั่นคือ DNA ของสิ่งแวดล้อม (eDNA) แนวคิดของแนวทางใหม่นี้คือสิ่งมีชีวิตทิ้งสารพันธุกรรมหรือบางส่วนไว้ในสิ่งแวดล้อม

ด้วยวิธีนี้ นักวิจัยจะต้องเก็บตัวอย่างน้ำที่ตำแหน่งเดียว แยกดีเอ็นเอ (ชิ้นส่วน) ที่อยู่ในนั้นและจัดลำดับพวกมัน กล่าวคือ กำหนดลำดับของการสร้างบล็อคดีเอ็นเอ จากนั้นพวกเขาสามารถเปรียบเทียบลำดับกับลำดับดีเอ็นเออ้างอิงที่มาจากตัวอย่างที่ระบุได้อย่างน่าเชื่อถือ และสามารถระบุได้ว่ามีสปีชีส์เกิดขึ้นที่ตำแหน่งที่เป็นปัญหาหรือไม่

นี่เป็นวิธีการที่ทีมนานาชาตินำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมงต์เปลลิเย่ร์ (ฝรั่งเศส) และ ETH ซูริกเพื่อศึกษาการเกิดขึ้นของปลาในแนวปะการัง

ในปี 2560 และ 2562 นักวิจัยได้รวบรวมตัวอย่างน้ำ 226 ตัวอย่างจากแหล่งน้ำ 26 แห่งในพื้นที่ทางทะเลเขตร้อน 5 แห่ง พวกเขาแยกและวิเคราะห์ DNA ซึ่งพวกเขามอบหมายให้กับสายพันธุ์หรือครอบครัวที่เกี่ยวข้อง

ตรวจพบความหลากหลายมากขึ้นหนึ่งในหก

เมื่อใช้ eDNA นักวิจัยพบว่าปลาในแนวปะการังมีความหลากหลายมากกว่า 16% เมื่อเทียบกับวิธีการสำรวจแบบเดิม เช่น การสังเกตด้วยสายตาในระหว่างการดำน้ำ Loïc Pellissier ศาสตราจารย์ด้านระบบนิเวศและวิวัฒนาการของภูมิทัศน์ที่ ETH Zurich กล่าวว่า “ด้วยวิธี eDNA ทำให้เราตรวจพบสายพันธุ์ปลาและครอบครัวได้เร็วกว่าการสังเกตเพียงอย่างเดียว เขาเป็นหนึ่งในสองผู้เขียนหลักของการศึกษาที่เพิ่งได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ การดำเนินการของราชสมาคม B: วิทยาศาสตร์ชีวภาพ. การวิเคราะห์ดีเอ็นเอเสร็จสิ้นภายในเวลาเพียงสองปี แต่การสังเกตด้วยสายตาที่แจ้งการศึกษานั้นมาจากผู้สังเกตการณ์นับไม่ถ้วนและครอบคลุมกิจกรรมการสังเกต 13 ปี

ด้วยวิธีการใหม่นี้ นักวิจัยได้ค้นพบชนิดอื่นๆ ที่ว่ายน้ำในน้ำเปิด (ในทะเล) ชนิดพันธุ์ที่ติดกับแนวปะการัง และชนิดพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในถ้ำและรอยแยกจำนวนมากในแนวปะการัง (cryptobenthic) นักประดาน้ำเห็นหรือระบุปลาดังกล่าวด้วยความถี่น้อยกว่า

สัตว์ทะเลที่บันทึกไว้หลายชนิดชอบทะเลเปิดหรือที่ความลึกมากกว่า บางคนอยู่ในครอบครัวที่หลีกเลี่ยงนักดำน้ำหรือไม่ได้อาศัยอยู่อย่างถาวรในแนวปะการัง เช่น ปลาทูและปลาทูน่าในวงศ์ Scombridae เช่นเดียวกับปลาฉลามในวงศ์ Carcharhinidae (ฉลามบังโคลน เช่น ปลาฉลามครีบดำ)

การค้นพบสปีชีส์เหล่านี้มีความสำคัญเนื่องจากพวกมันมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการทำงานของแนวปะการังผ่านระยะตัวอ่อนของทะเลหรือการย้ายถิ่นออกหากินเวลากลางคืนไปยังแนวปะการัง บทบาทของปลาเหล่านี้ในระบบนิเวศจึงมักถูกประเมินต่ำไป

การสังเกตด้วยสายตาเป็นสิ่งที่จำเป็น (ยังคง)

อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ว่าทุกสปีชีส์จะสามารถบันทึกได้อย่างง่ายดายเท่ากันโดยใช้ eDNA เช่น wrasses (Labridae) หรือ blennies (Blenniidae) ฐานข้อมูลอ้างอิงครอบคลุมตระกูลที่อุดมด้วยสายพันธุ์เหล่านี้เพียงบางส่วนเท่านั้น Pellissier กล่าว เนื่องจากช่องว่างเหล่านี้ จึงยังไม่ได้กำหนดส่วนสำคัญของ eDNA ที่พบในตัวอย่างน้ำ

เพื่อพัฒนาแนวทางนี้ต่อไป นักวิจัยกำลังทำงานอย่างหนักในการจัดลำดับ DNA ของปลาสายพันธุ์อื่นๆ และป้อนข้อมูลลงในฐานข้อมูลอ้างอิง อย่างไรก็ตาม ยังคงจำเป็นต้องดำน้ำเพื่อบันทึกสัตว์บางชนิดที่ตรวจพบ eDNA ได้ไม่ดี แต่ยังต้องรวบรวมข้อมูลเสริม เช่น ขนาดของปลาหรือสิ่งมีชีวิตต่อหน่วยพื้นที่ ซึ่ง (ยัง) ไม่สามารถกู้คืนจาก eDNA ได้

ความหลากหลายที่ไม่ธรรมดาในสามเหลี่ยมปะการัง

นักวิจัยยังยืนยันการค้นพบก่อนหน้านี้ว่าองค์ประกอบของสปีชีส์แตกต่างกันไปตามภูมิภาคชีวภาพทางทะเล ความหลากหลายของปลานั้นสูงมากเป็นพิเศษใน “สามเหลี่ยมปะการัง” ระหว่างเกาะบอร์เนียว ปาปัวนิวกินี และฟิลิปปินส์ ซึ่งสูงกว่าในทะเลแคริบเบียนถึงห้าเท่า สัตว์กินพืช (รวมถึงสายพันธุ์กินปะการัง) มีอยู่มากมายโดยเฉพาะที่นั่น

จากข้อมูลของ Pellissier สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าตลอดประวัติศาสตร์ของโลก สามเหลี่ยมปะการัง (และยังคง) มีการเคลื่อนตัวของเปลือกโลกมาก ทำให้เกิดแหล่งที่อยู่อาศัยที่หลากหลาย อุณหภูมิพื้นผิวของพื้นที่ทางทะเลนี้ยังมีเสถียรภาพมากขึ้นในช่วงยุคน้ำแข็ง ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดความหลากหลายสูงเป็นพิเศษได้

ในทางกลับกัน ทะเลแคริบเบียนอยู่ภายใต้ระบอบการปกครองของยุคน้ำแข็งมากกว่า และแนวปะการังและปริมาณปลาของแคริบเบียนก็หดตัวลงในช่วงที่อากาศหนาวเย็น นอกจากนี้ คอคอดปานามายังก่อตัวขึ้นเมื่อ 2.7 ล้านปีก่อน ซึ่งเหนือสิ่งอื่นใด ได้เปลี่ยนกระแสน้ำในมหาสมุทรในทะเลแคริบเบียน เหตุการณ์ทั้งสองนำไปสู่การสูญพันธุ์ที่สูงขึ้น


ความสมดุลที่ละเอียดอ่อนของกระบวนการแนวปะการังสร้างความท้าทายในการจัดการ


ข้อมูลมากกว่านี้:
Laetitia Mathon et al, รูปแบบและกระบวนการข้ามมหาสมุทรในความหลากหลายทางชีวภาพของปลาบนแนวปะการังผ่านเลนส์ของ eDNA metabarcoding, การดำเนินการของราชสมาคม B: วิทยาศาสตร์ชีวภาพ (2022). ดอย: 10.1098/rspb.2022.0162

การอ้างอิง: DNA สิ่งแวดล้อมเปิดเผยความลับของผู้อยู่อาศัยในแนวปะการัง (2022, 21 เมษายน) ดึงข้อมูล 23 เมษายน 2022 จาก https://phys.org/news/2022-04-environmental-dna-reveals-secret-reef.html

เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*