Вчені дослідили ДНК у воді річок і виявили, як діяльність людини руйнує природне різноманіття риб
Міжнародна команда науковців провела одне з наймасштабніших досліджень прісноводних екосистем, проаналізувавши зразки води з понад двох тисяч точок у річках на п’яти континентах. Використовуючи сучасний метод аналізу екологічної ДНК, дослідники змогли не лише визначити, які види риб мешкають у водоймах, а й простежити, як зміни клімату та діяльність людини впливають на біорізноманіття.
Результати показали, що теплі тропічні річки дійсно залишаються рекордсменами за кількістю видів риб. Проте ця перевага поступово зникає там, де природа зазнає сильного антропогенного впливу.
Основою дослідження стала технологія аналізу екологічної ДНК (eDNA). Будь-яка риба постійно залишає у воді мікроскопічні сліди свого існування — клітини шкіри, луски, слиз чи продукти життєдіяльності. У цих частинках міститься генетичний матеріал, який можна виділити зі звичайного зразка річкової води.
Такий підхід дозволяє визначати види без вилову риби чи проведення масштабних експедицій. Достатньо взяти пробу води, виділити ДНК та порівняти її з міжнародними генетичними базами.
Дослідники під керівництвом фахівців Цюрихського університету та Юньнанського університету об’єднали результати аналізу 113 річкових басейнів світу. Загалом було досліджено понад 2000 місць відбору проб.
Науковці оцінювали не лише кількість видів. Вони врахували одразу кілька характеристик біорізноманіття: число різних риб, їхню екологічну роль у водоймах, генетичну різноманітність усередині видів та еволюційну віддаленість між ними.
Такий комплексний підхід дозволив значно глибше зрозуміти, як функціонують прісноводні екосистеми. Очікувано, найбільше видів зустрічалося у великих річкових басейнах. Однак вирішальним фактором виявилася температура.
У тропічних регіонах зі зростанням площі басейну кількість видів збільшувалася значно швидше, ніж у холодних широтах. Іншими словами, теплий клімат створює умови, за яких біорізноманіття накопичується набагато ефективніше.
Проте саме тут учені виявили несподівану закономірність.
У регіонах із високою щільністю населення, активним сільським господарством, великою кількістю міст, доріг та гребель ця природна перевага майже зникає. Людська діяльність настільки змінює річкові екосистеми, що навіть теплий клімат уже не здатний підтримувати звичне багатство видів.
Автори зазначають, що дослідження не дозволяє назвати якусь одну причину — негативний ефект створює сукупність різних факторів.
Особливо тривожними виявилися результати щодо великих річкових систем. Саме там спостерігалося найбільше скорочення кількості видів, генетичного різноманіття та екологічних функцій риб.
Водночас малі верхів’я річок продемонстрували іншу проблему — вони швидше втрачають унікальні еволюційні лінії. Зникнення навіть одного виду в таких водоймах може означати втрату мільйонів років еволюційної історії.
Дослідники наголошують, що захист річкових екосистем потребує індивідуального підходу для різних регіонів. Універсальних рішень не існує, адже характер людського впливу суттєво відрізняється в різних частинах світу.
Нова технологія аналізу екологічної ДНК може стати важливим інструментом для моніторингу стану прісноводних екосистем. На відміну від традиційних експедицій, вона дозволяє швидко отримувати дані навіть із важкодоступних районів, що значно спрощує глобальне спостереження за змінами біорізноманіття.
На думку авторів роботи, саме масштабний аналіз даних із різних куточків планети допоможе краще зрозуміти, як змінюються природні екосистеми, та своєчасно реагувати на загрози, які дедалі сильніше впливають на життя прісноводних мешканців.
Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Ecology & Evolution.
